化学化学离子反应练习题及答案及解析.docx

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化学化学离子反应练习题及答案及解析

【化学】化学离子反应练习题及答案及解析

一、高中化学离子反应

1.某固体混合物X,含有NH4NO3、AgNO3、Cu(NO3)2和NaNO3中的一种或几种,进行如下实验:

①取少量X溶于水,逐滴加入NaOH溶液直至过量,先出现沉淀Y,后沉淀溶解得到溶液Z,并释放出能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体A;

②往溶液Z中逐滴加入稀盐酸直至过量,先产生沉淀,后沉淀全部溶解。

下列说法不正确的是()

A.气体A为NH3,溶液Z呈碱性

B.通过上述实验无法确定是否存在NaNO3

C.X中一定有NH4NO3和Cu(NO3)2,且n(NH4NO3)≥4n[Cu(NO3)2]

D.向X中中直接加入过量稀盐酸,最终固体能全部溶解

【答案】C

【解析】

【分析】

①能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体为氨气,则由①可知:

混合物X中一定有NH4NO3,因出现沉淀Y,则至少含Cu(NO3)2、AgNO3的一种,沉淀Y至少含AgOH、Cu(OH)2中的一种,Z至少含[Ag(NH3)2]+、[Cu(NH3)4]2+中的一种;

②往溶液Z中逐滴加入稀盐酸直至过量,先产生沉淀,后沉淀全部溶解,则Z中含[Cu(NH3)4]2+,不含[Ag(NH3)2]+,沉淀Y为Cu(OH)2,混合物X中一定有Cu(NO3)2,一定不含AgNO3;

③综上所述,混合物X中一定有Cu(NO3)2和NH4NO3,一定不含AgNO3,可能含有NaNO3,发生如下反应:

Cu(NO3)2+2NaOH=Cu(OH)2↓+2NaNO3,NH4NO3+NaOH=NaNO3+NH3↑+H2O,Cu(OH)2+4NH3=[Cu(NH3)4]2++2OH-,据此解答。

【详解】

A.氢氧化钠过量,溶液Z一定呈碱性,A正确;

B.由分析可知,无法确定是否存在NaNO3,B正确;

C.由分析可知:

Cu(NO3)2~Cu(OH)2~[Cu(NH3)4]2+~4NH4NO3,使生成的Cu(OH)2完全溶解,n(NH4NO3)=4n[Cu(NO3)2],实验②中还有氨气生成,根据N原子守恒可知:

n(NH4NO3)>4n[Cu(NO3)2],C错误;

D.由分析可知,混合物X中一定有Cu(NO3)2和NH4NO3,一定不含AgNO3,可能含有NaNO3,一定能溶于过量HCl,D正确。

答案选C。

【点睛】

溶液中一定不含AgNO3,否则实验②会产生白色AgCl沉淀。

2.下列表示对应化学反应的离子方程式正确的是()

A.将CO2通入CaCl2溶液:

CO2+H2O+Ca2+=CaCO3↓+2H+

B.往氢氧化钠溶液中通入过量SO2:

OH-+SO2=

C.向氢氧化亚铁中加入足量的稀硝酸:

Fe(OH)2+2H+=Fe2++2H2O

D.向Ba(OH)2溶液中滴加NaHSO4溶液至中性:

Ba2++OH-+H++

═BaSO4↓+H2O

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】

A.碳酸的酸性弱于盐酸,故CO2通入CaCl2溶液不反应,A项错误;

B.往氢氧化钠溶液中通入少量SO2,生成亚硫酸钠,通入过量SO2,生成亚硫酸氢钠,离子反应式为OH-+SO2=

,B项正确;

C.向氢氧化亚铁中加入足量的稀硝酸发生的是氧化还原反应,氧化产物Fe3+和还原产物NO,C项错误;

D.向Ba(OH)2溶液中滴加NaHSO4溶液至中性,氢离子与氢氧根恰好反应完全,离子式为Ba2++2OH-+2H++

═BaSO4↓+2H2O,D项错误;

答案选B。

【点睛】

CO2和SO2都具有酸性,都可以与氢氧化钠反应,化学反应式有通入量多量少的区别,特别需要注意二氧化硫在这个过程中没有发生氧化还原反应,以Na2SO3或者NaHSO3形式存在,而不会变成NaHSO4或者NaSO4。

3.某100mL溶液可能含有Na+、NH4+、Fe3+、CO32-、SO42-、Cl-中的若干种,取该溶液进行连续实验,实验过程如图:

(所加试剂均过量,气体全部逸出)下列说法正确的是

A.若原溶液中不存在Na+,则c(Cl-)<0.1mol•L﹣1

B.原溶液可能存在Cl-和Na+

C.原溶液中c(CO32-)是0.01mol•L﹣1

D.原溶液一定存在CO32-和SO42-,一定不存在Fe3+

【答案】D

【解析】

【分析】

加入BaCl2溶液之后,有沉淀生成,且加入过量盐酸之后,沉淀质量减少,则说明一定有CO32-、SO42-这两种离子,一定没有Fe3+(Fe3+和CO32-会发生双水解反应,不能共存),且沉淀2为BaSO4,n(BaSO4)=

,m(BaCO3)=4.30g-2.33g=1.97g,则n(BaCO3)=

加入NaOH溶液产生1.12L(标况)气体,则溶液中有NH4+,NH3有0.05mol,即n(NH4+)=0.05mol。

CO32-和SO42-所带的负电荷的物质的量为0.01mol×2+0.01mol×2=0.04mol,NH4+所带正电荷的物质的量为0.05mol×1=0.05mol,根据电荷守恒,可以推断出溶液中一定有Cl-,且最少为0.01mol(因为无法判断是否有Na+,如果有Na+,需要多于的Cl-去保持溶液的电中性)。

【详解】

A.若原溶液中不存在Na+,则c(Cl-)=

,A错误;

B.原溶液中一定有Cl-,可能有Na+,B错误;

C.经计算,原溶液中,n(CO32-)=0.01mol,则c(CO32-)=0.01mol÷0.1L=0.1mol•L﹣1,C错误;

D.加入BaCl2溶液之后,有沉淀生成,且加入过量盐酸之后,沉淀质量减少,则说明一定有CO32-、SO42-这两种离子,一定没有Fe3+,D正确;

故合理选项为D。

【点睛】

溶液中的离子要保持电荷平衡,即正负电荷所带的电荷量相等,以保持溶液的电中性。

4.某溶液中可能含有K+、NH4+、Ba2+、SO42-、I-、Cl-、NO3-中的几种,将此溶液分成两等份。

进行如下实验:

(AgCl式量为143.5,AgI式量为235)

①在一份溶液中加入足量NaOH,加热,可收集到标准状态下的气体1.12L;

②在另一份溶液中加入足量Ba(NO3)2溶液,有白色沉淀产生,过滤得到沉淀2.33g;

③在②的滤液中加入足量AgNO3溶液,又有4.7g沉淀产生。

有关该溶液中离子种类(不考虑H+和OH-)的判断正确的是

A.溶液中至少有2种阳离子

B.只能确定溶液中NH4+、SO42-是否存在

C.溶液中最多有4种阴离子

D.溶液中不可能同时存在K+和NO3-

【答案】C

【解析】

【分析】

①在一份溶液中加入足量NaOH,加热,可收集到标准状态下的气体1.12L,和过量NaOH溶液加热产生的气体只能是氨气,故一定存在

,且物质的量为0.05mol;

②在另一份溶液中加入足量Ba(NO3)2溶液,有白色沉淀产生,过滤得到沉淀2.33g,故一定存在

,一定不含有Ba2+,且

物质的量为:

=0.01mol;

③在②的滤液中加入足量AgNO3溶液,又有4.7g沉淀产生,此沉淀未说明颜色,若沉淀只有AgCl,则

,若沉淀只有AgI,则

,若溶液中不含有K+、

,根据电荷守恒可知,I−与Cl−均存在,若溶液中不含有K+,含有

时,I−与Cl−可能均存在,也可能只I-,若溶液中含有K+,不含有

时,I−与Cl−可能均存在,也可能只Cl-,不可能只含有I-。

【详解】

A.依据分析可知,溶液中可能只存在铵根离子,故A错误;

B.依据分析可知,溶液中一定存在

,还有Cl−或I−中的一种或2种,故B错误;

C.依据分析可知,溶液中

一定存在,而Cl−或I−存在1种或2种,

也可能存在,故C正确;

D.由上述分析可知,溶液中可能同时存在K+和

,故D错误;

故答案为:

C。

【点睛】

离子推断题解法归纳:

这些推断题的解法在于掌握离子的特有反应以及离子间的共存情况,在解题之前,应对所提供的离子在溶液中能否大量共存进行分析,做到心中有数,一般来说,离子间能生成沉淀、或气体、或弱电解质,以及能发生氧化还原反应的,就不能在溶液中大量共存。

例如,

与弱酸根阴离子,

与弱碱阳离子,

酸性条件下

等等,都不能在溶液中共存。

在具体推断过程中,要注意以下几点:

(1)把推断离子的肯定与否定存在结合起来考虑;

(2)推断过程中,前后的结论不应该矛盾,因此,前面已下结论的离子,在后面的推断过程中可不再重叙,若在分析中发现前后结论有矛盾,则应找出错误原因;

(3)在作推断结果时,应该考虑三个方面,即肯定存在的离子,肯定不存在的离子,不能判定存在与否的离子,并且这三个方面的离子应是互相独立的,任何一种离子只能出现一次,不能重复出现,当然有的题目中不一定三种情况都需要回答,但分析问题时都应该考虑到。

5.某溶液中可能含有下列5种离子中的几种:

Na+、NH4+、Mg2+、Al3+、Cl-。

为确认该溶液组成进行如下实验:

①取20.0mL该溶液,加入32.5mL4.00mol•L-1NaOH溶液加热,有白色沉淀产生,无刺激气味气体生成。

过滤、洗涤、干燥,得沉淀2.03g。

再将滤液稀释至100mL,测得滤液中c(OH-)=0.2mol•L-1;②另取20.0mL该溶液,加入足量的AgNO3溶液,生成白色沉淀14.35g。

关于原溶液组成结论正确的是

A.一定含有Mg2+、Al3+、Cl-,不含有Na+、NH4+

B.一定含有Na+、Mg2+、Cl-,不含有NH4+、可能含有Al3+

C.c(Mg2+)为1.75mol•L-1,c(Na+)为1.50mol•L-1

D.c(Cl-)为5.00mol•L-1,c(Al3+)为1.00mol•L-1

【答案】A

【解析】

【分析】

【详解】

①取20.0mL该溶液,加入32.5mL4.00mol•L-1NaOH溶液加热,有白色沉淀产生,可能含有Mg2+、Al3+中至少一种离子;无刺激气味气体生成,说明没有NH4+。

过滤、洗涤、干燥,得沉淀2.03g。

n(NaOH)(总)=0.0325L×4.00mol/L=0.13mol,再将滤液稀释至100mL,测得滤液中c(OH-)=0.2mol•L-1,溶液显碱性,在碱过量时不可能存在Al(OH)3沉淀,所以沉淀2.03g为Mg(OH)2,n(Mg2+)=2.03g÷58g/mol=0.035mol;Mg2+消耗的OH-的物质的量是0.035mol×2=0.07mol,剩余的OH-的物质的量是0.1mL×0.2mol/l=0.02mol;0.13mol-0.07mol-0.02mol=0.04mol>0,说明溶液中含有Al3+,发生反应:

Al3++4OH-=AlO2-+2H2O;n(Al3+)=0.01mol;②另取20.0mL该溶液,加入足量的AgNO3溶液,生成白色沉淀14.35g。

含有Cl-,n(Cl-)=14.35g÷143.5g/mol=0.1mol;此时溶液中阳离子带的正电荷总数是:

2n(Mg2+)+3n(Al3+)=2×0.035mol+3×0.01mol=0.1mol,阴离子带的负电荷总数是1×n(Cl-)=1×0.1mol=0.1mol,正负电荷总数相等。

c(Mg2+)=0.035mol÷0.02L=1.75mol/L;c(Al3+)=0.01mol÷0.02L=0.5mol/L,无NH4+、Na+,故答案选A。

6.常温下,下列各组离子在相应的条件下能大量共存的是()

A.由水电离产生的c(H+)=1×10-10mol•L-1的溶液中:

NO3-、Fe2+、Na+、SO42-

B.

=10-10mol•L-1的溶液中:

NH4+、I-、Cl-、K+

C.

=1×106的溶液中:

K+、Na+、Cl-、HCO3-

D.惰性电极电解AgNO3后的溶液中:

SO32-、K+、Na+、S2-

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】

A.由水电离产生的c(H+)=1×10-10mol•L-1的溶液可能是碱性溶液,也可能是酸性溶液。

在酸性溶液中,H+、NO3-和Fe2+发生氧化还原不能大量共存,在碱性溶液中,Fe2+和OH-反应生成Fe(OH)2,不能大量共存,A不符合题意;

B.

=10-10mol•L-1<10-7mol•L-1,其溶液为酸性溶液,NH4+、I-、Cl-、K+不生成气体,不产生沉淀,也不生成水,可以大量共存,B符合题意;

C.

=1×106的溶液为碱性溶液,HCO3-与OH-反应生成CO32-和H2O,不能大量共存,C不符合题意;

D.用惰性电极电解AgNO3溶液,阴极Ag+放电,阳极溶液中的OH-放电,总反应方程式为4AgNO3+2H2O

4Ag+O2↑+4HNO3,溶液中含有HNO3,则SO32-和S2-会与HNO3发生氧化还原,不能大量共存,D不符合题意。

答案选B。

7.烧杯中盛有100mL0.1mol/L的NaHSO4溶液,向其中逐滴滴加0.1mol/L的Ba(OH)2溶液,烧杯中某些物质(或微粒)的物质的量的变化曲线如图。

下列说法正确的是

A.曲线a表示Ba2+的物质的量的变化

B.曲线c表示OH-的物质的量的变化

C.加入Ba(OH)2溶液50mL反应的离子方程式为Ba2++OH-+H++SO42-→BaSO4↓+H2O

D.加入Ba(OH)2溶液大于50mL后,反应的离子方程式为OH-+H+→H2O

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】

A.由图象曲线变化可知,在加入的氢氧化钡溶液体积小于100mL前,曲线a表示离子的浓度减小,此段曲线a表示的是硫酸根离子,当Ba( OH)溶液体积大于100mL后,曲线a表示的是钡离子浓度,故A错误;

B.由图可知,曲线c表示离子的浓度先减小后增大,50mLBa( OH)2溶液加入时为0,此时100mL0.1mol/L的NaHSO4恰好和0.1mol/L的Ba(OH)2反应,继续加入Ba( OH)2溶液后,OH-的浓度逐渐增大,则直线c表示OH-的物质的量的变化,故B正确;

C.加入Ba(OH)2溶液50mL,两者恰好完全反应,其反应的化学方程式为:

Ba2++2OH-+2H++SO42-=BaSO4↓+2H2O,故C错误;

D.加入Ba(OH)2溶液大于50mL后,硫酸氢钠中氢离子已经反应完全,此时的反应为钡离子与硫酸根离子反应生成硫酸钡的反应,反应的离子方程式为:

Ba2++ SO42-=BaSO4↓,故D错误;

故选B。

8.常温下,pH=1的某溶液A中含NH4+、K+、Na+、Fe3+、Al3+、Fe2+、CO32-、NO3-、Cl-、I-、SO42-中的4种,且溶液中各离子的物质的量浓度均为0.1mol·L-1。

现取该溶液进行有关实验,实验结果如图所示。

下列有关说法正确的是

A.该溶液中一定有上述离子中的NO3-、Al3+、SO42-、Cl-四种离子

B.实验消耗Cu14.4g,则生成气体丁的体积为3.36L

C.沉淀乙中一定有BaCO3,可能有BaSO4

D.一定没有Fe3+,但是无法确定是否含有I-

【答案】A

【解析】

【分析】

pH=1,说明溶液显强酸性,说明有H+,CO32-一定不存在;溶液A中加入过量的(NH4)2CO3溶液,Fe3+和CO32-发生双水解,生成氢氧化铁沉淀(红褐色),说明原溶液中不含Fe3+,但溶液乙中加入Cu和硫酸,产生气体丙,气体丙遇空气变成红棕色气体丁,因此,丁为NO2,丙为:

NO,说明原溶液中有NO3-,但是NO3-在酸性条件下具有氧化性,因为Fe2+、I-具有还原性,因此不能大量存在,因此白色沉淀甲为Al(OH)3,原溶液中含有Al3+,根据溶液显电中性,阳离子所带的电荷数总物质的量浓度为3n(Al3+)+n(H+)=3×0.1+0.1=0.4mol·L-1,而NO3-所带电荷数为0.1mol·L-1,又因为各离子浓度为0.1mol·L-1,因此原溶液中含有SO42-、Cl-,据以上分析解答。

【详解】

pH=1,说明溶液显强酸性,说明有H+,CO32-一定不存在,

A.溶液A中加入过量的(NH4)2CO3溶液,Fe3+和CO32-发生双水解,生成氢氧化铁沉淀(红褐色),说明原溶液中不含Fe3+,但溶液乙中加入Cu和硫酸,产生气体丙,气体丙遇空气变成红棕色气体丁,因此,丁为NO2,丙为:

NO,说明原溶液中有NO3-,但是NO3-在酸性条件下具有氧化性,因为Fe2+、I-具有还原性,因此不能大量存在,因此白色沉淀甲为Al(OH)3,原溶液中含有Al3+,根据溶液显电中性,阳离子所带的电荷数总物质的量浓度为3n(Al3+)+n(H+)=3×0.1+0.1=0.4mol·L-1,而NO3-所带电荷数为0.1mol·L-1,又因为各离子浓度为0.1mol·L-1,因此原溶液中含有SO42-、Cl-,故A正确;

B.题目中没有说标准状况,因此无法计算气体体积,故B错误;

C.因为加的是过量的(NH4)2CO3,所以有Ba2++CO32-=BaCO3↓,根据A选项的分析,原溶液中有SO42-,因此也就有Ba2++SO42-=BaSO4↓,因此沉淀乙一定是BaCO3、BaSO4,故C错误;

D.根据A选项的分析,原溶液中一定没有I-,故D错误;

故答案选A。

9.在不同温度下,水溶液中c(H+)与c(OH-)有如图所示关系。

下列说法正确的是

A.a点对应的溶液中大量存在:

Al3+、Na+、Cl-、NO3-

B.b点对应的溶液中大量存在:

K+、Ba2+、NO3-、I-

C.c点对应的溶液中大量存在:

Fe3+、Na+、Cl-、SO42-

D.d点对应的溶液中大量存在:

Na+、K+、SO32-、Cl-

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】

A、a点对应的溶液中氢离子浓度等于氢氧根离子浓度,溶液为中性,Al3+只能存在酸性溶液,不能共存,错误;

B、b点对应的溶液中氢离子浓度大于氢氧根离子浓度,溶液为酸性,此条件下NO3-与I-发生氧化还原反应而不能共存,错误;

C、c点溶液为中性,Fe3+只能存在酸性溶液,不能共存,错误;

D、d点溶液为碱性,可以共存,正确。

10.某溶液中可能含有Na+、K+、NH4+、Cu2+、SO42-、SO32-、MnO4-、Cl-、Br-、CO32-等离子,且所含离子的物质的量的浓度都相等。

往该溶液中加入过量的BaCl2和盐酸的混合溶液,无白色沉淀生成。

某同学另取少量原溶液,设计并完成了如下实验:

则关于原溶液组成的判断中正确的是:

A.肯定不存在的离子是Cu2+、SO42-、CO32-、MnO4-,而是否含NH4+另需实验验证;

B.肯定存在的离子是SO32-、Br-,且Na+、K+至少有一种存在;

C.无法确定原溶液中是否存在Cl-;

D.若步骤中Ba(NO3)2和HNO3溶液改用BaCl2和盐酸的混合溶液,对溶液中离子的判断无影响。

【答案】D

【解析】

【分析】

往该溶液中加入过量的BaCl2和盐酸的混合溶液,无白色沉淀生成,则原溶液中无

,加足量氯水,无气体,则无

,溶液加四氯化碳分液,下层橙色,则有Br-,上层加硝酸钡和稀硝酸有白色沉淀,有

,因

与Cu2+能够发生相互促进的双水解反应,则原溶液中无Cu2+,因Br-、

能够发生氧化还原反应,因此原溶液中无

,溶液中一定含阳离子,且离子浓度都相等,根据电荷守恒,一定含有

、Na+、K+,一定不存在Cl-,滤液中加硝酸酸化的硝酸银有白色沉淀,是过程中加氯水时引入的氯离子。

【详解】

A.分析可知肯定不存在的离子是Cu2+、

、Cl-、

,一定含

,故A错误;

B.肯定存在的离子为:

、Br−,根据溶液电中性可知原溶液中一定含有Na+、K+,故B错误;

C.根据电荷守恒,一定不存在Cl−,故C错误;

D.加入Ba(NO3)2和HNO3溶液目的是检验硫酸根离子,因之前加入了氯水,氯水具有强氧化性,因此

不会对检验硫酸根离子存在干扰,若改用BaCl2和盐酸的混合溶液,对溶液中离子的判断无影响,故D正确;

故答案为:

D。

【点睛】

向某溶液中加入盐酸酸化的

,溶液中含有

、Ag+时,溶液中会生成白色沉淀,同时还需要注意,若溶液中含有

时,

会被硝酸氧化而生成

与Ba2+会发生反应而生成白色沉淀,但同时也有气体产生。

11.向X的溶液中加入Y试剂,产生的沉淀示意图与下图所示情形吻合的是(注意线段的斜率)

A.向NaOH和Ca(OH)2的混合溶液中通入CO2B.向HCl和AlCl3的混合溶液中滴加NaOH

C.向NH4Al(SO4)2溶液中滴加NaOHD.向NH4Cl和MgCl2的混合溶液中滴加NaOH

【答案】A

【解析】

【分析】

【详解】

A.NaOH、Ca(OH)2都是碱,CO2与OH-反应生成CO32-,随着发生Ca2++CO32-=CaCO3↓,因此认为,反应先后顺序是:

Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O、NaOH+CO2=NaHCO3、CaCO3+CO2+H2O=Ca(HCO3)2,符合题中图像,故A正确;

B.盐酸是酸,先于NaOH反应,因此顺序是HCl+NaOH=NaCl+H2O,Al3++3OH-=Al(OH)3↓、Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O,开始一段时间无沉淀,然后出现沉淀,最后沉淀完全消失,与图像不符,故B错误;

C.Al3+结合OH-能力强于NH4+,反应先后顺序是:

Al3++3OH-=Al(OH)3↓、NH4++OH-=NH3·H2O、Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O,生成沉淀最大消耗NaOH的量是Al(OH)3完全消失消耗NaOH量的3倍,与图像不符,故C错误;

D.Mg2+结合OH-能力强于NH4+,因此有Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓、NH4++OH-=NH3·H2O,与图像不符,故D错误。

故选A。

12.把一定量金属钠投入Ca(HCO3)2溶液中,有多个反应发生,下列有关的离子方程式正确的是

A.2Na+2H+=2Na++H2↑

B.Ca2++HCO3-+OH-=CaCO3↓+H2O

C.Ca2++3HCO3-+3OH-=CaCO3↓+2CO32-+3H2O

D.Ca2++2HCO3-

CaCO3↓+CO2↑+H2O

【答案】BD

【解析】

【分析】

【详解】

A.钠和水反应的离子方程式为:

2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑,A项错误;

B.如果NaOH不足,则发生HCO3-+Ca2++OH-═CaCO3↓+H2O,B项正确;

C.若NaOH过量,则发生2HCO3-+Ca2++2OH-═CaCO3↓+2H2O+CO32-,C项错误;

D.如果碳酸氢钙过量,加热碳酸氢钙溶液,碳酸氢钙分解生成碳酸钙、二氧化碳和水,离子反应方程式为:

Ca2++2HCO3-

CaCO3↓+CO2↑+H2O,D项正确;

答案选BD。

13.今有一混合物的水溶液,只可能肯有以下离子中的若干种:

K+、NH4+、Cl-、Mg2+、Ba2+、CO32-、SO42-,现取三份100mL溶液进行如下实验:

(1)第一份加入AgNO3溶液有沉淀生成;

(2)

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