(江蘇專用)2020高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 專題檢測(cè)(五) 化學(xué)反應(yīng)與能量變化
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1、專題檢測(cè)(五) 化學(xué)反應(yīng)與能量變化 1.(2019溧水中學(xué)模擬)高溫條件下,Al和Fe2O3反應(yīng)生成Fe和Al2O3。下列說法正確的是( ) A.該反應(yīng)過程中的能量變化如圖所示 B.該反應(yīng)條件下,Al的還原性強(qiáng)于Fe C.反應(yīng)中每生成1 mol Fe轉(zhuǎn)移66.021023個(gè)電子 D.實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行該反應(yīng)時(shí)常加入KClO3作催化劑 解析:選B A項(xiàng),鋁熱反應(yīng)屬于放熱反應(yīng),反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量,與圖像不符,錯(cuò)誤;B項(xiàng),Al和Fe2O3反應(yīng)生成Fe和Al2O3,Al作還原劑,F(xiàn)e是還原產(chǎn)物,Al的還原性強(qiáng)于Fe,正確;C項(xiàng),反應(yīng)中Fe元素的化合價(jià)從+3價(jià)降低到0價(jià),每生成1
2、mol Fe轉(zhuǎn)移36.021023個(gè)電子,錯(cuò)誤;D項(xiàng),鋁熱反應(yīng)中氯酸鉀受熱分解生成氧氣,反應(yīng)中KClO3不是催化劑,錯(cuò)誤。 2.(2018蘇州一模)用H2O2和H2SO4的混合溶液可溶出印刷電路板中的銅,其熱化學(xué)方程式為 Cu(s)+H2O2(l)+2H+(aq)===Cu2+(aq)+2H2O(l)ΔH 已知①Cu(s)+2H+(aq)===Cu2+(aq)+H2(g)ΔH1=+64 kJmol-1 ②2H2O2(l)===2H2O(l)+O2(g)ΔH2=-196 kJmol-1 ③H2(g)+O2(g)===H2O(l) ΔH3=-286 kJmol-1 下列說法不正確的是(
3、 ) A.反應(yīng)①可通過銅作電極電解稀H2SO4的方法實(shí)現(xiàn) B.反應(yīng)②在任何條件下都能自發(fā)進(jìn)行 C.若H2(g)+O2(g)===H2O(g) ΔH4,則ΔH4<ΔH3 D.ΔH=-320 kJmol-1 解析:選C 銅與稀H2SO4不能自發(fā)進(jìn)行,反應(yīng)①可通過銅作電極電解稀H2SO4的方法實(shí)現(xiàn),A正確;反應(yīng)②反應(yīng)后氣體分子數(shù)增加,ΔS>0,又ΔH<0,則ΔH-TΔS<0,故在任何條件下都能自發(fā)進(jìn)行,B正確;由于H2O(g)比H2O(l)能量高,則生成相同量的H2O(g)放出的能量比生成相同量的H2O(l)放出的能量少,則ΔH4>ΔH3,C錯(cuò)誤;根據(jù)蓋斯定律,將反應(yīng)(①+②+③)得到C
4、u(s)+H2O2(l)+2H+(aq)===Cu2+(aq)+2H2O(l),則ΔH=(+64--286)kJmol-1=-320 kJmol-1,D正確。 3.(2018蘇錫常鎮(zhèn)一調(diào))電石(主要成分為CaC2)是重要的基本化工原料。已知2 000 ℃時(shí),電石生產(chǎn)原理如下: ①CaO(s)+C(s)===Ca(g)+CO(g)ΔH1=a kJmol-1 平衡常數(shù)K1 ②Ca(g)+2C(s)===CaC2(s)ΔH2=b kJmol-1 平衡常數(shù)K2 以下說法不正確的是( ) A.反應(yīng)①K1=c(Ca)c(CO) B.反應(yīng)Ca(g)+C(s)===CaC2(s),平衡常數(shù)K=
5、 C.2 000 ℃時(shí)增大壓強(qiáng),K1減小,K2增大 D.反應(yīng)2CaO(s)+CaC2(s)===3Ca(g)+2CO(g)ΔH=(2a-b)kJmol-1 解析:選C 反應(yīng)①的平衡常數(shù)K=c(Ca)c(CO),A正確;根據(jù)方程式可知反應(yīng)Ca(g)+C(s)===CaC2(s)的平衡常數(shù)K=,B正確;平衡常數(shù)只與溫度有關(guān),2 000 ℃時(shí)增大壓強(qiáng),K1、K2均不變,C錯(cuò)誤;根據(jù)蓋斯定律可知①2-②即得到反應(yīng)2CaO(s)+CaC2(s)===3Ca(g)+2CO(g) ΔH=(2a-b)kJmol-1,D正確。 4.一種礬多鹵化物電池結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示,電池和儲(chǔ)液罐均存儲(chǔ)有反應(yīng)物和酸性電解
6、質(zhì)溶液。電池中發(fā)生的反應(yīng)為2VCl2+BrCl2VCl3+Br-。下列說法正確的是( ) A.VCl2存儲(chǔ)在正極儲(chǔ)液罐內(nèi) B.放電時(shí)H+從負(fù)極區(qū)移至正極區(qū) C.充電時(shí)電池的負(fù)極與電源的正極相連 D.充電時(shí)陽極反應(yīng)為Br-+2Cl--2e-===BrCl 解析:選BD 根據(jù)電池反應(yīng)式可知,在反應(yīng)中V元素化合價(jià)升高,故VCl2存儲(chǔ)在負(fù)極儲(chǔ)液罐中,A錯(cuò)誤;放電時(shí)陽離子向正極移動(dòng),B正確;充電時(shí)電池的負(fù)極與電源的負(fù)極相連,C錯(cuò)誤;根據(jù)電池反應(yīng)式,充電時(shí)陽極上Br-失電子生成BrCl,D正確。 5.(2018南通一模)某新型光充電電池結(jié)構(gòu)如圖。在太陽光照射下,TiO2光電極激發(fā)產(chǎn)生電子
7、,對(duì)電池充電、Na+在兩極間移動(dòng)。下列說法正確的是( ) A.光充電時(shí),化學(xué)能轉(zhuǎn)變成光能 B.光充電時(shí),電極B為陰極 C.放電時(shí),Na+向電極A移動(dòng) D.放電時(shí),電極B發(fā)生反應(yīng):I+2e-===3I- 解析:選D 光充電時(shí),光能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能,A錯(cuò)誤;由題圖可知,光充電時(shí),電極B失去電子為陽極,B錯(cuò)誤;放電時(shí),Na+向電極B移動(dòng),C錯(cuò)誤;放電時(shí),電極B發(fā)生反應(yīng):I+2e-===3I-,D正確。 6.(2018連云港、宿遷、徐州三模)以下反應(yīng)均可生成O2。下列有關(guān)說法正確的是( ) ①二氧化碳分解生成氧氣:2CO2(g)===2CO(g)+O2(g) ΔH1=+566 k
8、Jmol-1 ②過氧化氫分解生成氧氣:2H2O2(l)===2H2O(l)+O2(g) ΔH2=-196.4 kJmol-1 ③光照條件下,催化分解水蒸氣生成氧氣: 2H2O(g)===2H2(g)+O2(g)ΔH3=+483.6 kJmol-1 A.反應(yīng)①使用催化劑,能降低該反應(yīng)的活化能 B.反應(yīng)②為吸熱反應(yīng) C.反應(yīng)③是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為光能 D.反應(yīng)CO(g)+H2O(g)===CO2(g)+H2(g) ΔH=-82.4 kJmol-1 解析:選A 催化劑能降低反應(yīng)的活化能而加快反應(yīng)速率,A正確;ΔH2<0,反應(yīng)②為放熱反應(yīng),B錯(cuò)誤;反應(yīng)③是將光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能,C錯(cuò)誤;根據(jù)蓋
9、斯定律由(③-①)2可得D項(xiàng)熱化學(xué)方程式,ΔH=-41.2 kJmol-1,D錯(cuò)誤。 7.(2019阜寧中學(xué)模擬)一種釕(Ru)配合物光敏太陽能電池工作原理及電池中發(fā)生的反應(yīng)如圖所示。下列說法 正確的是( ) ①RuⅡRuⅡ*(激發(fā)態(tài)) ②RuⅡ*―→RuⅢ+e- ③RuⅢ+I(xiàn)-―→RuⅡ+I(xiàn) ④I+e-―→I- A.電極X為電池的正極 B.電池工作時(shí),電能轉(zhuǎn)變?yōu)楣饽? C.電池工作時(shí),電極Y上發(fā)生還原反應(yīng) D.電池的電解質(zhì)溶液中I-和I的濃度不斷減少 解析:選C 由題圖中電子的移動(dòng)方向可知,電極X為原電池的負(fù)極,故A錯(cuò)誤;電池工作時(shí),光能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?,故B錯(cuò)誤;電池工作
10、時(shí),電極Y為原電池的正極,發(fā)生還原反應(yīng),故C正確;由電池中發(fā)生的反應(yīng)可知,I在正極上得電子,被還原為I-,I-又被氧化為I,I和I-相互轉(zhuǎn)化,反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是釕配合物在激發(fā)態(tài)與基態(tài)間的相互轉(zhuǎn)化,而電解質(zhì)溶液中的I-和I沒有損耗,故D錯(cuò)誤。 8.(2018蘇錫常鎮(zhèn)四市調(diào)研)已知: CO2(g)+C(s)===2CO(g) ΔH1 C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g) ΔH2 CO(g)+H2O(g)===CO2(g)+H2(g) ΔH3 CuO(s)+CO(g)===Cu(s)+CO2(g) ΔH4 2CuO(s)+C(s)===2Cu(s)+CO2(g) ΔH5 下列關(guān)
11、于上述反應(yīng)焓變的判斷不正確的是( ) A.ΔH1>0 B.ΔH2>0 C.ΔH2<ΔH3 D.ΔH5=2ΔH4+ΔH1 解析:選C 根據(jù)焓變將已知熱化學(xué)方程式依次編號(hào)為①②③④⑤。反應(yīng)①是吸熱反應(yīng),A正確;反應(yīng)②是吸熱反應(yīng),B正確;由②-③即得反應(yīng)①,反應(yīng)①為吸熱反應(yīng),ΔH2-ΔH3=ΔH1>0,即ΔH2>ΔH3,C錯(cuò)誤;根據(jù)蓋斯定律,D正確。 9.(2018鹽城三模)一種新型太陽光電化學(xué)電池貯能時(shí)電解質(zhì)溶液中離子在兩極發(fā)生如圖所示的轉(zhuǎn)化。 下列說法正確的是( ) A.貯能時(shí),電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能和光能 B.貯能和放電時(shí),電子在導(dǎo)線中流向相同 C.貯能時(shí),氫離子
12、由a極區(qū)遷移至b極區(qū) D.放電時(shí),b極發(fā)生:VO+2H++e-===VO2++H2O 解析:選D 光照時(shí)貯能,VO2+失電子轉(zhuǎn)化為VO,b極為陽極,a極為陰極,放電時(shí)b極為正極,a極為負(fù)極。貯能時(shí),光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能,A錯(cuò)誤;貯能時(shí)電子由b極流出,放電時(shí)電子由a極流出,在導(dǎo)線中流向不相同,B錯(cuò)誤;貯能時(shí),氫離子由陽極b極區(qū)遷移至陰極a極區(qū),C錯(cuò)誤;放電時(shí),b極為正極,發(fā)生電極反應(yīng):VO+2H++e-===VO2++H2O,選項(xiàng)D正確。 10.(2018蘇北四市一模)通過以下反應(yīng)均可獲取O2。下列有關(guān)說法不正確的是( ) ①光催化分解水制氧氣:2H2O(l)===2H2(g)+O2(g)
13、 ΔH1=+571.6 kJmol-1 ②過氧化氫分解制氧氣:2H2O2(l)===2H2O(l)+O2(g) ΔH2=-196.4 kJmol-1 ③一氧化氮分解制氧氣:2NO(g)===N2(g)+O2(g ) ΔH3=-180.5 kJmol-1 A.反應(yīng)①是人們獲取H2的途徑之一 B.反應(yīng)②、③都是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能 C.反應(yīng)H2O2(l)===H2O(g)+O2(g)的ΔH=-285.8 kJmol-1 D.反應(yīng)2H2(g)+2NO(g)===N2(g)+2H2O(l)的ΔH=-752.1 kJmol-1 解析:選C 反應(yīng)①通過光催化分解水制氧氣的同時(shí)也得到氫氣,所
14、以是人們獲取H2的途徑之一,A正確;反應(yīng)②、③都是放熱反應(yīng),是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能,B正確;由反應(yīng)②可知,反應(yīng)H2O2(l)===H2O(l)+O2(g)的ΔH=-98.2 kJmol-1,液態(tài)水轉(zhuǎn)化為氣態(tài)水要吸熱,則反應(yīng)H2O2(l)===H2O(g)+O2(g)的ΔH>-98.2 kJmol-1,不可能為ΔH=-285.8 kJmol-1,C錯(cuò)誤;根據(jù)蓋斯定律,由③-①可得反應(yīng)2H2(g)+2NO(g)===N2(g)+2H2O(l) ΔH=ΔH3-ΔH1=-752.1 kJmol-1,D正確。 11.一種用于驅(qū)動(dòng)潛艇的液氨液氧燃料電池原理示意如圖,下列有關(guān)該電池說法正確的是( ) A.
15、該電池工作時(shí),每消耗22.4 L NH3轉(zhuǎn)移3 mol電子 B.電子由電極A經(jīng)外電路流向電極B C.電池工作時(shí),OH-向電極B移動(dòng) D.電極B上發(fā)生的電極反應(yīng)為O2+4H++4e-===2H2O 解析:選B A選項(xiàng),NH3的溫度和壓強(qiáng)未知,不能計(jì)算轉(zhuǎn)移的電子數(shù),錯(cuò)誤。液氨液氧燃料電池中,液氨轉(zhuǎn)化為氮?dú)?,化合價(jià)升高,發(fā)生氧化反應(yīng),電極A應(yīng)為負(fù)極,電極B應(yīng)為正極,電池工作時(shí),OH-向電極A移動(dòng),C選項(xiàng)錯(cuò)誤。介質(zhì)環(huán)境為NaOH溶液,電極B上發(fā)生的電極反應(yīng)為O2+2H2O+4e-===4OH-,D選項(xiàng)錯(cuò)誤。 12.(2018鹽城三模)天然氣經(jīng)O2和H2O(g)重整制合成氣,再由合成氣制備甲醇
16、的相關(guān)反應(yīng)如下: ①主反應(yīng):CH4(g)+O2(g)===CO(g)+2H2(g)ΔH1 ②副反應(yīng):CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(g)ΔH2 ③主反應(yīng):CH4(g)+H2O(g)===CO(g)+3H2(g) ΔH3=+206.1 kJmol-1 ④主反應(yīng):CO(g)+2H2(g)===CH3OH(g) ΔH4=-90.0 kJmol-1 ⑤副反應(yīng):CO2(g)+3H2(g)===CH3OH(g)+H2O(g) ΔH5=-49.0 kJmol-1 下列說法正確的是( ) A.ΔH1>ΔH2 B.設(shè)計(jì)反應(yīng)①的主要目的是增大的比值 C.CO(g)+H2
17、O(g)CO2(g)+H2(g)的正反應(yīng)為吸熱反應(yīng) D.ΔH2-4ΔH1=659.3 kJmol-1 解析:選A 反應(yīng)①所得產(chǎn)物再進(jìn)一步燃燒放熱后才得到反應(yīng)②的產(chǎn)物,故反應(yīng)②放熱更多,A正確;反應(yīng)①所得氣體正好是合成甲醇的主反應(yīng)(反應(yīng)④)所需氣體的比例,B錯(cuò)誤;將反應(yīng)④-⑤可得C項(xiàng)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式,ΔH=-41 kJmol-1,正反應(yīng)是放熱反應(yīng),C錯(cuò)誤;由給定的五個(gè)熱化學(xué)方程式可知,按照②-①4與④-⑤-③3處理后得到相同的熱化學(xué)方程式,故ΔH2-4ΔH1=ΔH4-ΔH5-3ΔH3=[-90.0-(-49.0)-(206.13)]kJ mol-1=-659.3 kJmol-1,D錯(cuò)
18、誤。 13.(2018鎮(zhèn)江三模)以熔融Na2CO3為電解質(zhì),以H2和CO混合氣為燃料的電池工作原理如圖所示。下列說法正確的是( ) A.電極b是電池的負(fù)極 B.電極a的反應(yīng)為CO+CO-2e-===2CO2、H2+CO-2e-===H2O+CO2 C.電極a上每消耗22.4 L原料氣,電池中轉(zhuǎn)移電子數(shù)約為26.021023 D.a(chǎn)、b兩極消耗的氣體的物質(zhì)的量之比是1∶1 解析:選B 原電池工作時(shí),CO和H2在負(fù)極上發(fā)生失電子的氧化反應(yīng),則電極a為負(fù)極,CO和H2分別被氧化生成CO2和H2O,電極b上O2得電子并與CO2結(jié)合成CO,電極b為正極,故A錯(cuò)誤;電極a為負(fù)極,負(fù)極反應(yīng)
19、式為CO+CO-2e-===2CO2、H2+CO-2e-===H2O+CO2,故B正確;未指明氣體所處狀態(tài),無法計(jì)算轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目,故C錯(cuò)誤;電極a發(fā)生反應(yīng):CO+CO-2e-===2CO2、H2+CO-2e-===H2O+CO2,不論H2與CO以何種比例混合,轉(zhuǎn)移4 mol電子時(shí)消耗的混合氣體的物質(zhì)的量為2 mol,b極發(fā)生反應(yīng):O2+2CO2+4e-===2CO,轉(zhuǎn)移4 mol e-時(shí)消耗O2和CO2的混合氣體的物質(zhì)的量為3 mol,則a、b兩極消耗的氣體的物質(zhì)的量之比是2∶3,故D錯(cuò)誤。 14.某濃差電池的原理如圖所示,該電池從濃縮海水中提取LiCl的同時(shí)又獲得了電能。下列有關(guān)該電池的
20、說法正確的是( ) A.電子由X極通過外電路移向Y極 B.電池工作時(shí),Li+通過離子導(dǎo)體移向右室 C.負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)為2H++2e-===H2↑ D.Y極每生成1 mol Cl2,左室得到2 mol LiCl 解析:選D X極有H2生成,Y極有Cl2生成,則X極為正極,Y極為負(fù)極,電子由Y極通過外電路移向X極,A選項(xiàng)錯(cuò)誤。電池工作時(shí),Li+通過離子導(dǎo)體移向正極,即移向左室,B選項(xiàng)錯(cuò)誤。負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)為2Cl--2e-===Cl2↑,C選項(xiàng)錯(cuò)誤。據(jù)電荷守恒可知Y極每生成1 mol Cl2,左室得到2 mol LiCl,D選項(xiàng)正確。 15.用如圖所示裝置(熔融CaF2CaO作電解
21、質(zhì))獲得金屬鈣,并用鈣還原TiO2制備金屬鈦。下列說法正確的是( ) A.電解過程中,Ca2+向陽極移動(dòng) B.陽極的電極反應(yīng)式為C+2O2--4e-===CO2↑ C.在制備金屬鈦前后,整套裝置中CaO的總量減少 D.若用鉛蓄電池作該裝置的供電電源,“+”接線柱是Pb電極 解析:選B 電子從外接電源負(fù)極流出,經(jīng)導(dǎo)線到陰極,陽離子向陰極移動(dòng),選項(xiàng)A錯(cuò)誤。陽極有CO2生成,熔融CaF2CaO作電解質(zhì),則陽極反應(yīng)式為C+2O2--4e-=== CO2↑,B選項(xiàng)正確。電解CaO生成Ca,2Ca+TiO2===Ti+2CaO,在制備金屬鈦前后,整套裝置中CaO的總量不變,C選項(xiàng)錯(cuò)誤。鉛蓄電
22、池PbO2是正極,Pb為負(fù)極,若用鉛蓄電池作該裝置的供電電源,“+”接線柱是PbO2電極,D選項(xiàng)錯(cuò)誤。 16.最近中美研究人員發(fā)明了一種可快速充放電的鋁離子電池,該電池電解質(zhì)為離子液體{AlCl3/[EMIM]Cl},放電時(shí)有關(guān)離子轉(zhuǎn)化如圖所示。下列說法正確的是( ) A.放電時(shí),負(fù)極發(fā)生:2AlCl-e-===Al2Cl+Cl- B.放電時(shí),電路中每流過3 mol電子,正極減少27 g C.充電時(shí),泡沫石墨極與外電源的負(fù)極相連 D.充電時(shí),陰極發(fā)生:4Al2Cl+3e-===Al+7AlCl 解析:選D 放電時(shí),活潑的金屬鋁是負(fù)極,鋁發(fā)生氧化反應(yīng)生成鋁離子,鋁離子與AlCl結(jié)
23、合生成Al2Cl,所以電極反應(yīng)式為Al-3e-+7AlCl===4Al2Cl,A錯(cuò)誤;放電時(shí),正極上AlCl進(jìn)入溶液,負(fù)極上Al失電子,則電路中每流過3 mol電子,負(fù)極減少27 g,B錯(cuò)誤;充電時(shí)正極與外接電源的正極相連,則泡沫石墨極與外電源的正極相連,C錯(cuò)誤;充電時(shí),Al2Cl在陰極得電子發(fā)生還原反應(yīng),即陰極發(fā)生:4Al2Cl+3e-===Al+7AlCl,D正確。 17.(2018南京三模)鋰空氣電池充放電基本原理如圖所示,下列說法不正確的是( ) A.充電時(shí),鋰離子向陰極移動(dòng) B.充電時(shí)陰極電極反應(yīng)式為L(zhǎng)i++e-===Li C.放電時(shí)正極電極反應(yīng)式為O2+4e-+2H2
24、O===4OH- D.負(fù)極區(qū)的有機(jī)電解液可以換成水性電解液 解析:選D 充電時(shí)的原理是電解池原理,電解質(zhì)中的陽離子移向陰極,即鋰離子向陰極移動(dòng),故A正確;充電時(shí)陰極上發(fā)生得電子的還原反應(yīng),即Li++e-===Li,故B正確;放電時(shí)原理是原電池原理,正極上發(fā)生得電子的還原反應(yīng)O2+4e-+2H2O===4OH-,故C正確;金屬鋰可以和水發(fā)生反應(yīng),所以負(fù)極區(qū)的有機(jī)電解液不可以換成水性電解液,故D錯(cuò)誤。 18.(2018蘇錫常鎮(zhèn)二模)硼氫化鈉(NaBH4)和H2O2作原料的燃料電池,負(fù)極材料采用Pt/C,正極材料采用MnO2,其工作原理如圖。下列說法正確的是( ) A.電極a為正極,b為負(fù)極 B.放電時(shí),Na+從b極區(qū)移向a極區(qū) C.電極b上發(fā)生的電極反應(yīng)為H2O2+2e-===2OH- D.每生成1 mol BO轉(zhuǎn)移6 mol電子 解析:選C 電極a上BH轉(zhuǎn)化成BO,BH中氫元素為-1價(jià),反應(yīng)后生成H2O,其中氫元素為+1價(jià),化合價(jià)升高,發(fā)生氧化反應(yīng),所以電極a為負(fù)極,b為正極,A項(xiàng)錯(cuò)誤。 放電時(shí),Na+應(yīng)從a極區(qū)移向b極區(qū),B項(xiàng)錯(cuò)誤。根據(jù)電極b上雙氧水發(fā)生得到電子的還原反應(yīng)及元素守恒可知,C項(xiàng)正確。負(fù)極電極反應(yīng)式為BH+8OH--8e-===BO+6H2O,即1 mol BH轉(zhuǎn)化成BO,每生成1 mol BO轉(zhuǎn)移8 mol電子,D項(xiàng)錯(cuò)誤。 10
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