中考化学第一轮复习第四单元《自然界的水》科学探究题word版有答案.docx
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中考化学第一轮复习第四单元《自然界的水》科学探究题word版有答案
第四单元《自然界的水》科学探究题
1、某校化学学习小组用图1所示装置电解水，为加快电解速率，该小组同学采用了澄清石灰水代替水进行了电解实验，请回答下列问题：
（1）试管a中的气
（1）试管a的气体为氢气，试管b连接的是电源的正极。
（2）实验时该组同学采用石墨棒作为电极，在电解过程中发现澄清石灰水变浑浊了。
针对此异常现象，该小组进行了如下探究：
【提出猜想】：
1．电解过程中水不断减少，导致溶液中的氢氧化钙不能继续溶解，形成沉淀。
2．电解过程中，温度升高，导致溶液中的氢氧化钙不能溶解，形成沉淀。
【进行实验】：
1．另取相同浓度、体积的澄清石灰水，加入10mL蒸馏水，搅拌，在相同电压下再次进行电解实验，观察到溶液仍然是浑浊的，这说明：
溶液变浑浊不是氢氧化钙析出导致的。
2．取100mL相同浓度的澄清石灰水于大烧杯中，加热至电解实验时上升的温度，没有观察到浑浊。
这说明：
溶液变浑浊不是由于温度升高导致的。
3．该小组采用铂电极电解澄清石灰水，如图3，发现澄清石灰水没有变浑浊，于是提出猜想该澄清石灰水变浑浊的原因可能与用石墨棒作为电极有关。
4．另取浑浊的液体，向其中加入稀盐酸，并用二氧化碳传感器测量反应产生的二氧化碳浓度，所得数据如图3．据此推测该浑浊中应该有：
碳酸钙。
产生该物质的原因可能是：
C+O2CO2，
Ca（OH）2+CO2═CaCO3↓+H2O（请用化学方程式表示）
5．实验最终表明该猜想正确，但实验过程中该小组同学也发现，向浑浊的液体中滴加盐酸，并没有气泡产生。
其原因可能是稀盐酸较少，不足以和氢氧化钙反应。
答案：
解：
（1）水在通电的条件下生成氢气和氧气，正氧负氢，体积比是1：
2，所以试管a中的气
（1）试管a的气体为氢气，试管b连接的是电源的正极；
（2）【进行实验】1、在相同电压下再次进行电解实验，观察到溶液仍然是浑浊的，这说明：
溶液变浑浊不是氢氧化钙析出导致的；
2、氢氧化钙的溶解度随温度的升高而减小，所以取100mL相同浓度的澄清石灰水于大烧杯中，加热至电解实验时上升的温度，没有观察到浑浊，这说明：
溶液变浑浊不是由于温度升高导致的；
3、采用铂电极电解澄清石灰水，发现澄清石灰水没有变浑浊，于是提出猜想该澄清石灰水变浑浊的原因可能与用石墨棒作为电极有关；
4、另取浑浊的液体，向其中加入稀盐酸，并用二氧化碳传感器测量反应产生的二氧化碳浓度，所得数据如图3，推测该浑浊中应该有：
碳酸钙，碳和氧气在点燃的条件下生成二氧化碳、二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，所以产生该物质的原因可能是：
C+O2
CO2，Ca（OH）2+CO2═CaCO3↓+H2O；
5、实验最终表明该猜想正确，但实验过程中该小组同学也发现，向浑浊的液体中滴加盐酸，并没有气泡产生，原因可能是：
稀盐酸较少，不足以和氢氧化钙反应。
故答案为：
（1）氢气，正；
（2）【进行实验】1、溶液变浑浊不是氢氧化钙析出导致的；
2、溶液变浑浊不是由于温度升高导致的；
3、用石墨棒作为电极；
4、C+O2
CO2，Ca（OH）2+CO2═CaCO3↓+H2O；
5、稀盐酸较少，不足以和氢氧化钙反应。
2、18世纪末，英国科学家普利斯特里和卡文迪许把“易燃空气与空气或氧气混合后盛在干燥、洁净的玻璃瓶中，当用电火花点火时，发出震耳的爆鸣声，且玻璃瓶内壁上出现了液滴。
一年之后，拉瓦锡重复了他们的实验，并做了一个相反的实验：
让水蒸气通过一根烧红的铁管，得到了“易燃空气”。
（1）这里的“易燃空气”是指 H2（填化学式）。
（2）某化学兴趣小组的同学在创新的基础上，在实验室中重做上述两个实验，做法如下：
实验1：
水的通电分解实验：
如右图所示，打开活塞b，用燃着的木条在玻璃管尖嘴口检验
反应产生的气体，看到的现象是木条燃烧的更旺，证明该气体为氧气。
实验2：
“易燃空气”与氧气混合后的点燃实验
该兴趣小组的同学决定利用制得的“易燃空气”和空气继续进行探究，他们取7支试管，依次盛水90%（体积分数）、80%．再用排水集气法收集“易燃空气”，而后分别把试管口移近酒精灯的火焰，实验结果如下表所示，分析表中信息，完成下列问题：
序号
1
2
3
4
5
6
7
“易燃空气”体积分数（%）
90
80
70
50
20
10
5
空气体积分数（%）
10
20
30
50
80
90
95
点燃现象
安静燃烧
安静燃烧
弱的爆鸣声
强的爆鸣声
强的爆鸣声
弱的爆鸣声
不燃烧
不爆鸣
（3）排水法收集“易燃气体”时，当试管集满气体后，用大拇指堵住试管口，口朝下，将试管移出水槽。
（4）在混合气体爆炸范围内，“易空气的体积分数的为10%～70%。
（5）工业上可使用“易燃空气”做燃料，点燃前必须进行的操作是检验纯度。
答案：
解：
（1）氢气燃烧生成水，水蒸气通过一根烧红的枪管时，水蒸气和铁反应生成铁的氧化物和氢气，因此这里的“易燃空气”是指氢气，化学式是H2。
（2）实验1：
如图1所示，打开活塞b，用燃着的木条在玻璃管尖嘴口检验反应产生的气体，看到的现象是木条燃烧更剧烈，证明该气体为氧气；
（3）排水法收集“易燃气体”时，当试管集满气体后，用大拇指堵住试管口，口朝下，将试管移出水槽。
（4）由表中信息可知，在混合气体爆炸范围内，“易燃空气”氢气的体积分数约为10%～70%。
（5）工业上可使用“易燃空气”做燃料，点燃前必须进行的操作是检验纯度；
故答案为：
（1）H2；
（2）木条燃烧的更旺，氧气；
（3）大拇指堵住试管口，口朝下；
（4）10%～70%；
（5）检验纯度。
3、图1为某校在实验室将江水净化成蒸馏水的流程图：
请回答相关问题：
（1）操作1的名称是：
过滤，该操作使用到玻璃仪器有：
玻璃棒、烧杯、漏斗；图2是家庭简易净水器，其中小卵石、石英砂的主要作用和操作1相同。
（2）加明矾的作用是：
加速沉降。
操作2的目的是除去水中异味和颜色，可采用
活性炭来完成。
图1中净化程度最高的操作是：
蒸馏（填净化措施的名称）。
（3）液体D有可能是硬水，在家庭一般使用煮沸方法来降低水的硬度。
（4）实验中得到的固体B非常多，说明江水非常浑浊。
请你对保护我们的母亲河--长江，提出一条合理建议：
污水经处理达标后排放；养成文明习惯，不往河里乱丢垃圾。
答案：
解：
（1）由自来水厂净水流程图可得知，经过过滤池后的水中的不溶性固体杂质已经清除，结合过滤操作的作用，因此可推测过滤池在净水过程中的作用是除去不溶性杂质；操作使用到玻璃仪器有：
玻璃棒、烧杯、漏斗；图2是家庭简易净水器，其中小卵石、石英砂的主要作用和操作1相同。
（2）水后加入明矾能起到加速沉降的作用，向滤液中加入活性炭，利用活性炭的吸附性，除去水样中的色素和异味；在净化程度最高的方法是蒸馏；
（3）生活中可以使用煮沸的方法达到硬水软化的目的；
（4）保护我们的母亲河--长江的建议：
污水经处理达标后排放；养成文明习惯，不往河里乱丢垃圾。
答案：
（1）过滤，漏斗、小卵石、石英砂。
（2）加速沉降； 活性炭； 蒸馏；
（3）煮沸；
（4）污水经处理达标后排放；养成文明习惯，不往河里乱丢垃圾。
4、利用学习化学获得的知识和形成的技能解决下列问题。
（1）松花江是哈尔滨的水源地之一，其水样中的不溶性杂质使江水浑浊，可溶性杂质使其具有气味和颜色。
为净化母亲河的水样，进行以下活动。
利用明矾①溶于水后生成的胶状物对杂质②吸附，使其沉降。
为除去沉降下来的难溶性杂质，还需进行A操作，实验中出现d烧杯中液体飞溅，滤液滴速慢的现象，可能的原因是③漏斗下端管尖没有紧靠烧杯内壁。
继续将水样通过某种家用净水器，水样变得无色无味，说明净水器中的活性炭不仅可以④滤去水样中的不溶性物质，还可以⑤吸附掉一些溶解性的杂质，除去色素和臭味。
若要得到“纯水”，还需进行B操作该操作的名称是⑥蒸馏。
（2）用C探究水的组成，关闭电源时观察到a、b管内所得气体的①体积比约为2：
1，用燃着的木条检验两管中的气体，根据现象可知水通电分解正极得到②氧气，负极得到③氢气，根据④化学变化前后元素的种类不变，可推断出水的组成。
答案：
解：
（1）松花江是哈尔滨的水源地之一，其水样中的不溶性杂质使江水浑浊，可溶性杂质使其具有气味和颜色。
为净化母亲河的水样，进行以下活动。
利用明矾溶于水后生成的胶状对杂质吸附，使其沉降。
为除去沉降下来的难溶性杂质，还需进行A操作，实验中出现d烧杯中液体飞溅，滤液滴速慢的现象，可能的原因是漏斗下端管尖没有紧靠烧杯内壁。
继续将水样通过某种家用净水器，水样变得无色无味，说明净水器中的活性炭不仅可以滤去水样中的不溶性物质，还可以吸附掉一些溶解性的杂质，除去色素和臭味。
若要得到“纯水”，还需进行B操作该操作的名称是蒸馏。
（2）由电解水的装置可知，用C探究水的组成，关闭电源时观察到a、b管内所得气体分别为电源的负极、正极生成的氢气和氧气，体积比约为2：
1，用燃着的木条检验两管中的气体，根据现象可知水通电分解正极得到氧气，负极得到氢气，根据化学变化前后元素的种类不变，可推断出水的组成。
故答为：
（1）①溶于水后生成的胶状物；②吸附；③漏斗下端管尖没有紧靠烧杯内壁；④滤去水样中的不溶性物质；⑤吸附掉一些溶解性的杂质，除去色素和臭味；⑥蒸馏。
（2）①体积比约为2：
1；②氧气；③氢气；④化学变化前后元素的种类不变。
5、某化学兴趣小组同学收集了一瓶浑浊的黄河水，模拟自来水厂进行水的净化过程，其实验过程如图一所示，请回答以下问题。
（1）①操作1的名称是过滤。
②操作2是吸附。
主要除去液体C中一些异味和色素，可选用的物质是活性炭。
③操作3是消毒杀菌。
该过程一般利用液氯汽化后的氯气（C12）与水反应生成盐酸（HCl）和次氯酸（HClO），图二表示自来水消毒过程中发生反应的微观过程：
其中属于单质的是Cl2（填化学式），物质D中氯元素的化合价为+1。
④操作4检验净化后的黄河水是硬水还是软水时，可向水样中加入少量肥皂水，生活中软化硬水的方法为煮沸。
（2）用如图三所示装置进行电解水实验测定水的组成，关闭活塞并接通电源，开始实验一段时间后，A管液面处于10mL时，B管和中间漏斗内液面变化情况是D。
A．B管液面处于10mL，漏斗内液面下降
B．B管液面处于5mL，漏斗内液面上升
C．B管液面处于20mL，漏斗内液面不变
D．B管液面处于20mL，漏斗内液面上升
答案：
解：
（1）①在自来水厂为了将小颗粒泥尘沉降下来，常用絮凝剂，经常使用的絮凝剂是明矾，为了除去不溶于水的固体杂质，必须用过滤的方法。
故答案为：
过滤；
②活性炭具有吸附性，所以操作②主要是除去一些异味和色素；故填：
活性炭；
③根据反应物和生成物的化学式正确书写化学方程式H2O+Cl2=HClO+HCl；其中属于单质的是Cl2；
物质D是次氯酸，次氯酸中氢显+1价，氧显-2价，根据化合价原则，则氯元素的化合价为+1；
④检验净化后的黄河水是硬水还是软水时，可向水样中加入少量肥皂水，泡沫多的是软水，泡沫少的是硬水；生活中软化硬水的方法为煮沸；
（2）A管连接的是电源的正极，产生的是氧气，氢气体积是氧气体积的2倍，则B管内气体的体积为20mL；反应一段时间后，两边下降，中间漏斗内液面会上升，
故填：
D。
答案：
（1）①过滤；②活性炭；③Cl2；+1；④肥皂水；煮沸；
（2）D。
6、根据图示实验，回答以下问题。
（1）图甲实验的目的是探究水的组成，负极产生气体是氢气。
（2）图乙的实验操作叫过滤，它的作用是除去水中的难溶性杂质。
（3）图丙中A烧杯中的现象是酚酞试液变红色，产生该现象的原因（用微观知识解释）分子在不断的运动。
（4）河水经过图丁装置后得到的水是混合物（填“纯净物”或“混合物”），活性炭起到的主要作用是吸附。
答案：
解：
（1）通电分解水生成氢气和氧气，该实验是探究水的组成；连接负极的试管中产生的是氢气，连接正极的试管中产生的是氧气；故填：
探究水的组成；氢气；
（2）图乙的实验操作是过滤，除去水中的难溶性杂质；故填：
过滤；除去水中的难溶性杂质；
（3）浓氨水具有挥发性，由于分子在不断地运动，所以挥发出来的氨气分子运动到A烧杯中，与水结合成氨水，氨水显碱性，能使无色的酚酞试液变红色；故填：
酚酞试液变红色；分子在不断的运动；
（4）经过滤、吸附后的水中仍含有其他杂质，所以仍属于混合物，活性炭具有吸附性，可以除去水中的色素和异味；故填：
混合物；吸附。
7、研究“水”可从多角度展开。
（1）水的电解
①宏观现象：
按如图所示装置通电一段时间后，a、b两管中产生气体的体积比约为2：
1，检验b中气体的方法是打开活塞，带火星的木条靠近管口，木条复燃。
②微观分析：
该反应中发生分裂的微粒名称是水分子。
③结论：
水是由氢元素与氧元素组成的。
（2）水的性质
将黄豆大小的金属钠放入盛有水的烧杯中，二者剧烈反应，生成氢气和氢氧化钠（NaOH），写出该反应的化学方程式钠+水→氢氧化钠+氢气。
（3）水的用途
下列实验中都用到了水，任选一个实验，说出水所起的主要作用是④，吸收二氧化硫，防止污染空气。
（先写出所选择实验的序号，然后再作答。
）
大同市自来水的水源地之一是赵家窑水库，某化学兴趣小组从该水库取水开展了次净化水的实践活动。
请回答下列问题：
①对所取水样进行过滤，除了滤纸和上图提供的仪器外，还需要的一种玻璃仪器是玻璃棒，在实验中它的作用是引流。
②向滤液中加入活性炭，利用其吸附性除去异味，再次过滤。
③为了检验所得滤液是否为硬水取样加入肥皂水，根据产生浮渣或泡沫的多少进行判断。
④保护水环境，珍爱水资源，是每个公民应尽的责任和义务，下列做法有利于保护水资源的是BD
（填字母）。
A．化肥和农药的过度使用
B．工业废水处理达标后排放
C．实验室的废液不经处理直接排放
D．生活中禁止使用含磷洗衣粉
答案：
解：
（1）①该图是电解水的实验，a试管内的气体体积较大，是氢气；b试管中的气体体积较小，是氧气，生成氢气与氧气的体积之比为2：
1；检验氧气的方法是：
打开活塞，带火星的木条靠近管口，木条复燃；故填：
2：
1；打开活塞，带火星的木条靠近管口，木条复燃；
②该反应中是水分子分成氢原子、氧原子，然后每两个氢原子构成一个氢分子，每两个氧原子构成一个氧分子，所以实验中发生分解的微粒是水分子；故填：
水分子；
③电解水生成了氢气和氧气，说明水由氢、氧元素（或H、O）组成的；故填：
氢元素与氧元素；
（2）钠和水反应生成氢氧化钠和氢气；故填：
钠+水→氢氧化钠+氢气；
（3）实验①中水的作用是判断装置是否漏气；②中水的作用是排尽瓶中空气并便于观察O2何时集满；③中水起到了润滑和密封的作用；④中硫燃烧生成二氧化硫，水的作用是吸收二氧化硫，防止污染空气；故填：
④，吸收二氧化硫，防止污染空气；
（4）①根据提供的仪器可组装过滤装置，还缺少玻璃棒，在过滤操作中玻璃棒的作用是引流；故填：
玻璃棒；引流；
②活性炭具有吸附性，可以除去水中的色素和异味；故填：
吸附；
③为了检验所得滤液是否为硬水，取样加入肥皂水根据产生白色垢状物或泡沫的多少进行判断；故填：
肥皂水；
④A．化肥和农药的过度使用易造成水污染，故错误；
B．工业废水处理达标后排放可以防止水污染，故正确；
C．实验室的废液不经处理直接排放易造成水污染，故错误；
D．生活中禁止使用含磷洗衣粉可以防止水污染，故正确；
故选：
BD。
8、下列A～D 是初中化学中的四个实验装置，请按要求填空：
（1）A实验试管2中产生的气体是H2（填化学式），点燃该气体前必须要验纯。
（2）B实验中可观察到烧杯①中的溶液由无色变为红色。
（3）对于C实验，两支试管分别振荡后，右边试管中出现的现象是：
产生较多的泡沫。
（4）若用D装置收集氧气，则气体应从a端（填“a”或“b”）导入。
答案：
解：
（1）由图示可知，A实验是电解水，试管2中产生的气体是电源的负极产生的气体较多是氢气；点燃该气体前必须要验纯；
（2）B实验①中的酚酞试液变红色是由于浓氨水中的氨气分子运动到①中，与水结合成氨水导致的。
（3）肥皂水能够区分软水和硬水，加肥皂水后软水生成的泡沫多，硬水生成的泡沫少，浮渣多。
故答案为：
产生较多的泡沫；
（4）氧气的密度比空气大，所以应从长管a进气，将空气挤压到集气瓶上部，短管b便于排出空气。
故答案为：
（1）H2；验纯；
（2）红色；
（3）产生较多的泡沫；
（4）a。
9、暴雨过后的河水浑浊不堪，化学兴趣小组的同学收集到一瓶浑浊的河水，经过以下净水过程，最终制成蒸馏水，实验过程如图所示。
请回答以下问题：
（1）图一中，A物质的名称是明矾；
（2）图一中操作①②③对应图二中的装置分别是Ⅲ、Ⅱ、Ⅰ（填序号），其中单一净化水程度最高的是蒸馏（写名称）；
（3）除去水样中的色素和异味，所用试剂的名称为活性炭；
（4）若经过操作①后，所得液体C中仍有浑浊，其原因可能是过滤时，漏斗内的液体超过滤纸边缘。
（写一点即可）
答案：
解：
（1）净水时加入明矾能加速水的沉降；
（2）图一中操作①②③分别是过滤、蒸发、蒸馏，对应图二中的装置分别是Ⅲ、Ⅱ、Ⅰ，其中单一净化水程度最高的是蒸馏。
（3）除去一些异味和色素，可以使用活性炭；
（4）若经过操作过滤后，所得液体C中仍有浑浊，其原因可能是过滤时，漏斗内的液体超过滤纸边缘、滤纸破损等。
故填：
（1）明矾；
（2）Ⅲ、Ⅱ、Ⅰ；蒸馏；（3）活性炭；（4）过滤时，漏斗内的液体超过滤纸边缘。
10、广益中学的同学们郊游时从河沟中取了一些浊水打算饮用，他们对水进行了处理，请根据他们的净水过程回答下列问题。
（1）向浊水中加入絮凝剂搅拌，静置一段时间后，观察到底部有一层沉积物，小艾同学用图甲的方法除去沉积物。
仪器A的作用是引流。
（2）之后获得一杯澄清的水，但是这杯澄清的水有点气味，同学们又将水通过了如图乙所示的净水装置除味，为鉴别从此装置出来的水是硬水还是软水可使用肥皂水。
（3）若利用丙装置制蒸馏水，为保证冷却效果良好仪器d中水流的方向应该是下进上出。
（4）丁是电解水的装置，正极产生气体的检验方法是把带火星的木条放在管口，打开活塞，带火星的木条复燃。
答案：
解：
（1）过滤时，仪器A（玻璃棒）的作用是引流。
故填：
引流。
（2）为鉴别从此装置出来的水是硬水还是软水可使用肥皂水，向水中加入肥皂水时，如果产生的泡沫较多，是软水，如果产生大量浮渣，是硬水。
故填：
肥皂水。
（3）为保证冷却效果良好仪器d中水流的方向应该是下进上出，这样能使水蒸气充分冷却。
故填：
下进上出。
（4）丁是电解水的装置，正极产生气体是氧气，检验氧气的方法是：
把带火星的木条放在管口，打开活塞，带火星的木条复燃。
故填：
把带火星的木条放在管口，打开活塞，带火星的木条复燃。
11、水是地球上最普通、最常见的物质之一，不仅江河湖海中含有水，各种生物体也都含有水。
下面是关于水的几个小实验。
（1）同学们从一水沟中取出了一些浊水，请你参与他们的实验，并完成有关问题。
①甲图中的装置是实验室中过滤水常用的装置，写出下列仪器的名称。
A、玻璃棒，B、铁架台，C、漏斗。
②若经过甲操作后，所得液体中仍有浑浊，其原因可能是ac（填序号）。
a、漏斗内的滤纸有破损
b、漏斗下端未靠在烧杯内壁
c、漏斗内液面高于滤纸的边缘
（2）如图乙所示是同学们制作的简易净水器完成下列有关问题。
小卵石、石英砂和蓬松棉的作用是过滤，活性炭的主要作用是吸附作用。
（3）【提出问题】水的化学式是H2O，它能不能是HO、HO2或其他呢？
【探究课题】水化学式的推导过程。
我的假设：
水的化学式是H2O或HO或HO2。
【探究准备】精密电解水设备（如图丙所示）
【探究过程】①用精密的电解水设备电解水，同时测定两试管中逸出气体的体积，记录在下表中：
时间/min
体积/mL
1
2
3
4
5
6
7
8
连电源负极的管（A）中气体
6
12
20
29
39
49
59
69
连电源正极的管（B）中气体
2
4
7
11
16
21
26
31
②分析上表中数据可知：
电解水时，与电源负极相连的试管中收集到的氢气的体积较多，与电源正极相连的试管中收集到的氧气的体积较少，从第4min开始生成的氢气和氧气的体积比约为2：
1。
③查阅资料可知：
在标准状况下，氢气的密度是0.089g/L，氧气的密度是1.429g/L．由此可对算出生成的氢气和氧气的质量比约为1：
8。
④利用化合物各元素质量比的算法，设水的化学式为HxOy，根据各元素的质量比=各元素相对原子质量x相应原子个数乘积之比，得出水中氢、氧元素的质量比为x：
16y，所以有x：
16y=1：
8，解得
x：
y=2：
1。
【探究结论】水的化学式是H2O。
答案：
解：
（1）①由图示可知，仪器的名称分别是：
A是玻璃棒，B是铁架台，C是漏斗；
②若经过甲操作后，所得液体中仍有浑浊，其原因可能是漏斗内的滤纸有破损漏斗内液面高于滤纸的边缘等，故选：
ac；
（2）小卵石、石英砂和蓬松棉能除去水中不溶性的杂质，作用是过滤，活性炭具有吸附性，主要作用是吸附作用；
（3）②由表中数据可计算出从第4分钟开始，相同时间内收集到的氢气和氧气的体积比约为2：
1；
③电解水时生成的氢气和氧气的质量比约为
；
④由题中信息可知，由水的化学式HxOy可得水中氢、氧两元素的质量比为
x
16y
，因此x：
16y=1：
8，
得x：
y=2：
1，
【探究结论】即水的化学式为H2O。
答案：
【探究过程】
（2）2：
1； （3）1：
8；
（4）x：
16y； x：
16y=1：
8； 2：
1；
【探究结论】H2O。
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