备战高考化学培优易错试卷(含解析)之镁及其化合物一.docx

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1、备战高考化学培优易错试卷( 含解析 ) 之镁及其化合物 (1)一、镁及其化合物1 下图中 A-J分别代表相关反应中的一种物质,已知A 分解得到等物质的量的B、 C、D,已知 B、D 为常温下气态化合物,C 为常温下液态化合物,图中有部分生成物未标出。请填写以下空白:( 1) A 的化学式 _B 的电子式 _。( 2)写出下列反应的化学方程式:D G H_。B+镁 E + F。( 3)写出 A + NaOH D的离子方程式 _ 。【答案】 (1) NH4HCO3(2) 4NH +5O4NO + 6H O CO + 2Mg = 2MgO+C3222+-2-+2H2O(3) NH4 + HCO3+2

2、OH= NH3+CO3【解析】【分析】已知 A 与碱反应生成气体化合物,则A 含有铵根离子; A 加热分解生成等物质的量的2 种气体和 1 种液体,液体与过氧化钠反应则为水,可确定A 为碳酸氢铵, D 为氨气, C 为水, B 为二氧化碳;二氧化碳与镁反应生成氧化镁和碳;【详解】(1)分析可知,A 为碳酸氢铵,化学式为:NH4HCO3; B 为二氧化碳,其电子式为:;(2) D 与 G 分别为氨气、氧气,在一定条件下反应生成一氧化氮和水,方程式为:4NH3+5O24NO+6H2O;镁与二氧化碳反应生成氧化镁和碳,方程式为:CO2+点燃2Mg2MgO+C;(3 )碳酸氢钠与NaOH反应生成氨气、

3、水和碳酸钠,其反应的离子方程式为:NH4+ +-2-+2H2O;HCO3+2OH = NH3+CO32 用 C、 Mg和 Al 组成的混合物进行如下图所示实验。填写下列空白。( 1)气体 X 为 _,固体 Z 为_ 。(2)滤液 Y 中除 H+外,还含有的阳离子为_与 _;其中镁和稀硫酸反应的化学方程式为_ 。( 3)滤液 N 中除 Na2SO4 和 NaOH外,还含有的溶质为 _( 填化学式 ) ;生成该物质的离子方程式为: _ 。( 4)生成固体 M的离子方程式为: _ 。【答案】 H2C Al3+2+ H 2 NaAl(OH) 4 Al3+ 4OH=MgMg + H 2SO4= MgSO

4、4Al(OH)4 2+Mg+ 2OH = Mg(OH) 2【解析】【分析】本题主要考查镁、铝相关知识。C 与稀硫酸不发生反应,故固体Z 为C, Mg、Al 为活泼金属,能与非氧化性酸反应置换出H2,并生成相应的盐,故气体X 为 H2,滤液Y 中溶质为H2SO4、MgSO4、 Al2(SO4 )3;加入过量的NaOH 溶液后,生成可溶性的NaAl(OH) 4和Na2SO4以及难溶物Mg(OH) 2,由此分析作答。【详解】(1)由上述分析可知,气体X 为 H2;固体 Z 为 C;( 2)由上述分析可知,滤液 Y 中还含有的阳离子为 Mg 2+、 Al3+;其中镁和稀硫酸的反应的方程式为: Mg +

5、 H2SO4= MgSO4 + H2;(3)由上述分析可知,滤液N 中还含有的溶质为NaAl(OH) 4;生成 NaAl(OH) 4的离子方程式为: Al 3+ + 4OH-= Al(OH) 4 -;(4)固体 M 为 Mg(OH) 2,生成 Mg(OH) 2 的离子方程式为:Mg 2+ 2OH-= Mg(OH) 23X、Y、 Z 为三种常见的单质,Z 为绿色植物光合作用后的产物之一,A、B 为常见化合物它们在一定条件下可以发生如图反应(均不是在溶液中进行的反应)(以下每个空中只需填入一种物质)(1)X、 Y 均为金属时,此反应在工业上称为_反应,其反应方程式为_(2)X 为金属, Y 为非金

6、属时,A 为 _B_(3)X 为非金属Y 为金属时, A 为 _B 为 _(4)X 为非金属, Y 为非金属时, A 为 _B 为 _【答案】铝热反应3Fe3O4 +8 Al9Fe +4 Al2O3CO2MgOCuOH2OSiO2CO【解析】【分析】Z 为绿色植物光合作用后的产物之一,应为O2, X+AY+B的反应为置换反应,X、Y 为单质, A、 B 为氧化物 。【详解】(1)当 X、 Y 均为金属时 ,应为铝热反应 ,则 X 为 Al、 A 为 Fe O ,Y为 Fe,B为 Al O ,Z 为氧气 ,3423反应方程式为 3Fe3O4+8 Al9Fe +4 Al2O3 ;(2)当 X 为金

7、属、 Y 为非金属,应为 Mg 和 CO 的反应 ,反应的方程式2为:Mg+CO2MgO+C;(3)当 X 为非金属时 ,Y为金属时 ,碳、氢气还原氧化铜符合此反应,A 为CuO,B为 H O,反应方程2式为 CuO+H22Cu+H O;(4)当 X、 Y 均为非金属固体时,为 C 和 SiO 的反应 ,反应的方程式为 SiO +2CSi+2CO。22【点睛】本题考查无机物的推断,题目难度中等,解答本题的关键是能把握常见单质+氧化物 单质+氧化物的置换反应的类型,注意把握常见相关物质的性质。AH都是中学化学中常见的物质,其中,常温下A能使铁或铝钝化,B是固体4 如图中非金属单质, C 为水,

8、D 是一种能使品红溶液褪色的无色气体,F 是金属单质, G 可以用作耐火材料,它们之间有如下转化关系:(1)写出下列物质的化学式:E_, H_;(2)写出 A 溶液与 B 反应的化学方程式:_;试写出 E 与 F 的反应方程式: _ 。【答案】 CO23242222MgO+CSO C+2H SO (浓 )2SO +CO +2HO2Mg+CO【解析】【分析】常温下 A 能使铁或铝钝化,A 可能为浓硝酸或浓硫酸,B 是固体非金属单质,C 为水, D 是一种能使品红溶液褪色的无色气体,则A 为浓硫酸, B 为碳, D 为 SO2, E 为 CO2, SO2被氧气氧化产生 SO3,所以 H 为 SO3

9、, SO3 与 H2O 反应产生 H2SO4,F 是金属单质,能够在CO2发生燃烧反应,则 F 是 Mg, Mg 在 CO2中燃烧产生 C、MgO,G 可以用作耐火材料,则G为 MgO,据此解答。【详解】根据上述分析可知: A 为浓 H2SO4, B 为 C,C 为 H2O, D 为 SO2, E 为 CO2 ,F 是 Mg , G 为MgO, H 为 SO3。(1)E 为 CO ,H 为 SO ;23(2)C 与浓硫酸混合加热发生氧化还原反应,产生CO 、 SO 、 H O,反应的化学方程式:222C+2H SO (浓 )2SO +CO +2HO; Mg 在 CO 中在点燃时反应产生MgO

10、和 C,反应方24222程式为: 2Mg+CO22MgO+C。【点睛】本题考查了无机物的推断。常温下 A 能使铁或铝钝化, D 是一种能使品红溶液褪色的无色气体是本题的突破口,要掌握各种物质的性质及转化关系,注意镁可以在二氧化碳气体中燃烧。5 在 MgCl2 和 AlCl3 的混合溶液中,逐滴加入 NaOH 溶液直至过量。经测定的物质的量 (mol) 和所得沉淀的物质的量(mol) 的关系如下图所示。,加入的NaOH(1)写出代表下列线段发生的反应的离子方程式:DC 段 _ 。( 2)原溶液中 Mg 2 、 Al3 的物质的量之比为 _。(3)图中 B 点时所加入溶液中含NaOH 为 _mol

11、-1的 AlCl3溶液中加入 100 mL KOH溶液,充分反应后得到3.12g 沉(4)若向 50 mL 2 mol L淀。则 KOH的物质的量浓度可能为_ 。11【答案】 Al(OH)3 OH=AlO22H2O 2 1 0.8 mol 1.2 mol L、 3.6 mol L 【解析】试题分析:本题考查与Al( OH) 3 有关的图像的计算, Al3+与强碱反应的计算 。 在MgCl2 和 AlCl3 的混合溶液中,逐滴加入NaOH 溶液,图像中OD 段发生的反应为MgCl2+2NaOH=Mg( OH) 2 +2NaCl、 AlCl3+3NaOH=Al( OH) 3 +3NaCl; Mg

12、( OH) 2 不溶于NaOH 溶液, Al(OH)3 溶于 NaOH 溶液, DC 段发生的反应为Al( OH) 3+NaOH=NaAlO2+2H2O。(1) DC 段为 Al(OH)3 溶于 NaOH 生成 NaAlO2 和 H2O,反应的离子方程式为-+2H2O。Al( OH) 3+OH =AlO2(2)根据纵坐标, Mg (OH)2物质的量为0.2mol , n( Mg 2+) =nMg ( OH) 2=0.2mol , Al( OH) 3 物质的量为0.3mol-0.2mol=0.1mol ,3+3,原溶液中Mg2+、Al3+物质的量之比为n( Al ) =nAl( OH) =0.1

13、mol0.2mol : 0.1mol=2:1 。( 3 ) 根 据 反 应 Mg 2+2OH-=Mg ( OH ) 2 , Mg2+ 消 耗 的 NaOH 物 质 的 量 为0.2mol 2=0.4mol ; B 点时 Al3+完全转化为 AlO2-,根据反应 Al3+4OH-=AlO2-+2H2O,到 B 点时 Al3+消耗的 NaOH 物质的量为 0.1mol 4=0.4mol ;图中 B 点所加溶液中含 NaOH 物质的量为 0.4mol+0.4mol=0.8mol 。(4) n( AlCl3) =2mol/L0.05L=0.1mol , nAl( OH) 3=3.12g=0.04mol

14、0.1mol 。可能78g / mol存在两种情况,若加入的KOH溶液较少使部分 AlCl3 反应生成 Al( OH) 3沉淀,根据反应AlCl +3KOH=3KCl+Al( OH) ,消耗的 KOH物质的量 n (KOH) = 3nAl( OH) =33330.04mol=0.12mol , c(KOH) = 0.12mol =1.2mol/L ;若加入的 KOH使 AlCl 完全沉淀,30.1LKOH又溶解了部分 Al( OH) 3 ,AlCl3 完全沉淀消耗KOH物质的量为0.1mol3=0.3mol ,生成 Al( OH) 3 沉淀的最大值为0.1mol ,则溶解的 Al( OH) 3

15、 物质的量为 0.1mol-0.04mol=0.06mol ,根据反应Al( OH)+KOH=KAlO+2H2O,溶解 Al( OH)消耗的 KOH物323质的量为 0.06mol ,加入的 KOH物质的量为 0.3mol+0.06mol=0.36mol , c( KOH)= 0.36mol =3.6mol/L ; KOH物质的量浓度可能为1.2mol/L 或 3.6mol/L 。0.1L6( 1)有镁和铁的混合物共4.0 克,与 200 毫升盐酸恰好完全反应,在标准状况下共收集到 2.24L 气体。假设反应后溶液体积不变,则铁的质量为_g;反应后溶液中 Mg2+的物质的量浓度为 _。(2)一

16、定量氢气在氯气中燃烧,所得混合气体用100 mL、 2.00 moL L-1NaOH 溶液恰好完全吸收,测得溶液中含有NaClO 的物质的量为 0.05mol 。试计算下列问题:所得溶液中 Cl-的物质的量为 _ ;所用氯气和参加反应的氢气的物质的量之比n( C12 ): n( H2)为_ 。【答案】 2.8 0.25mol 1L 0.15 mol 2:1【解析】试题分析:本题考查混合物的计算,涉及Mg 、 Fe 与酸的反应, Cl 2 与 H 2、NaOH的反应。( 1 )根据反应的化学方程式:Mg+2HCl=MgCl2222+H、 Fe+2HCl=FeCl +H 可列式: n( Mg )

17、+n( Fe) =2.24L, 24g/moln( Mg ) +56g/moln( Fe) =4.0g ,解得n( Mg )22.4L / mol=0.05mol , n( Fe) =0.05mol ;则铁的质量m( Fe) =0.05mol56g/mol=2.8g ;根据Mg 守恒, n( Mg 2+) =n( Mg ) =0.05mol , c( Mg 2+) = 0.05mol =0.25mol/L 。0.2L( 2) H2 在 Cl 2 中燃烧生成 HCl ,HCl 与 NaOH 溶液的反应为: HCl+NaOH=NaCl+H 2O;用NaOH溶液吸收后所得溶液中含NaClO ,说明H

18、2 在 Cl 2 中燃烧后Cl 2 过量,过量Cl2 与NaOH溶液发生的反应为:Cl 2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O。根据Na 和Cl 守恒,反应后溶液中n( NaCl ) +n( NaClO ) =n( NaOH ) =2mol/L0.1L=0.2mol , n( NaClO ) =0.05mol ,则 n( NaCl ) =0.2mol-0.05mol=0.15mol,所得溶液中Cl -物质的量为0.15mol 。根据Cl 守恒,所用Cl 2 物质的量为(0.15mol+0.05mol)2=0.1mol ;生成0.05molNaClO的同时生成0.05molNaCl,则由H

19、Cl与NaOH反应生成的NaCl为 0.15mol-0.05mol=0.1mol, HCl物质的量为0.1mol ,根据反应H2+Cl 22HCl ,参加反应的H 2 物质的量为0.05mol ,所用Cl 2与参加反应的H 2 物质的量之比n( Cl 2): n( H 2) =0.1mol : 0.05mol=2:1 。7 某学习小组探究Mg 与 NaHCO3 溶液反应的机理,做了如下探究。实验一:实验A实验B在注射器中加入过量镁片(擦去表面氧化在注射器中加入过量镁片(擦去表面操作膜),吸入15mL饱和NaHCO3 溶液。氧化膜 ),吸入15mL蒸馏水。有气体产生,20min后注射器内壁和底部

20、现象缓慢产生气体产生大量白色沉淀( 1)实验 B 的目的是 _。实验二:(2)根据实验二,实验A 中产生的气体是 _。 (填分子式 )实验三:分别取少量实验A 和 B 的上层清液于两支试管中,各加入2 滴 BaCl2 溶液, A 中立即产生白色沉淀,B 中无明显现象。(3)实验三说明Mg 与 NaHCO3 溶液反应产生了 _(填离子符号 )。实验四:该小组同学对实验A 中产生的白色沉淀做出如下猜测:并用图所示装置进行实验,进一步确定白色沉淀的成分。猜测 1:白色不溶物可能为Mg(OH) 2猜测2:白色不溶物可能为MgCO3猜测3:白色不溶物可能为碱式碳酸镁yMg(OH)2?xMgCO3 (4)

21、若用装置A、 B 组合进行实验,B 中有白色浑浊,则猜想_不正确;将装置按A、C、 B 的顺序组合进行实验,当出现_现象时,猜想3 是正确的。实验五:用图所示装置测定碱式碳酸镁yMg(OH)2?xMgCO3的组成:(5)称取干燥、纯净的白色不溶物7.36g,充分加热至不再产生气体为止,并使分解产生的气体全部进入装置A 和 B 中。实验后装置A 增重 0.72g,装置 B 增重 2.64g。装置 C 的作用是 _,白色不溶物的化学式为_。【答案】做对照实验H2232-1当 C 中出现蓝色, B 中出现浑浊防止 B 吸收空、 COCO气中的二氧化碳和水2Mg(OH)23MgCO3【解析】【分析】(

22、1)根据实验A、 B 的操作不同点分析实验B 的目的;( 2)根据实验二中现象分析即可得出结论;( 3)根据溶液中存在平衡以及加入氯化钡溶液后的现象分析;( 4)根据二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,水能使无水硫酸铜变蓝分析;(5)根据 B 中碱石灰质量的增加量就是生成的二氧化碳的质量,所以B 不能直接与空气接触;根据A 中增重是水的质量,计算出氢氧化镁的质量,B 中碱石灰质量的增加量就是生成的二氧化碳的质量计算出碳酸镁的质量。【详解】(1)本实验探究Mg 与碳酸氢钠的反应,实验A 加入碳酸氢钠水溶液,故为了排除其中水的干扰,设置实验B,加入等体积的水,与A 对照;( 2)根据实验二现象分析,能使

23、澄清石灰水变浑浊的气体为二氧化碳,用燃着的火柴靠近,听到尖锐的爆鸣声证明有氢气;( 3)溶液中存在平衡 HCO3-?H+CO32- ,加入镁与 H+反应,使 c( H+)减少,平衡正移,产生 CO32- ,分别取少量实验A 和 B 的上层清液于两支试管中,各加入2 滴 BaCl2 溶液, A 中立即产生白色沉淀,该沉淀为碳酸钡,证明溶液中含有CO32-;(4)氢氧化镁分解会产生水,碳酸镁分解会产生二氧化碳,B 中有白色浑浊产生,说明有碳酸镁,所以猜测1不正确,猜测 3 要想正确,必须同时产生二氧化碳和水,所以当C 中出现蓝色, B 中出现浑浊,猜想3 正确;(5) B 中碱石灰质量的增加量就是

24、生成的二氧化碳的质量,所以B 不能直接与空气接触,为了防止空气中的水蒸气和CO2 进入装置 B 中,影响实验结果,所以应连接一个干燥装置除去空气中的水蒸气和CO2; A 中浓硫酸增重是水的质量,水为0.72g,水的物质的量为0.04mol ,氢氧化镁物质的量为0.04mol , B 中碱石灰质量的增加量就是生成的二氧化碳的质量,所以生成二氧化碳的质量为2.64g,二氧化碳的物质的量为0.06mol ,原子守恒,碳酸镁的物质的量为0.06mol X:Y=0.04: 0.06=2: 3,白色不溶物的化学式为2Mg(OH)233MgCO 。8 较活泼金属与硝酸反应,产物复杂。如一定浓度的硝酸与镁反应

25、,可同时得到NO、NO2、N2 三种气体。某同学欲用下列仪器组装装置来直接验证有NO、 NO2 生成并制取氮化镁。(假设实验中每步转化均是完全的)已知: NO2沸点是 21.1 、熔点是 - 11; NO的沸点是 - 151、熔点是 - 164;氮化镁遇水会发生水解。回答下列问题:(1)为达到上述实验目的,所选用的仪器的正确连接方式是(_) ( 填序号 ) 。a. ADCFBFEb. ACDFBFEc. AFCDFBEd. AFDCFBE( 2)确定还原产物中有 NO2的现象是 _ ,实验中两次使用装置 F,第二次使用装置 F 的作用是 _ 。( 3)实验前需先打开开关 K,向装置内通 CO2

26、气体,其目的是 _,当_时停止通入CO2。( 4)实验过程中,发现在 D 中产生预期现象的同时, C 中溶液颜色慢慢褪去,试写出C中反应的离子方程式 _ 。(5)在 A中反应开始时,某同学马上点燃B 处的酒精灯,实验结束后通过测定发现B 处的产品纯度不高,原因是_ (用化学方程式回答)。(6)验证 B 处有氮化镁生成的方法是_ 。【答案】 a D中有红棕色液体生成防止 E 中水蒸气进入B 中,造成产物不纯排除装置内空气,防止干扰实验E 中产生白色沉淀-+2+-5NO+3MnO+4H 3Mn +5NO +2HO4=322 +2Mg2MgO+C取 B 中固体少量于试管中,向其中加入少量水,若产生能

27、使湿润CO的红色石蕊试纸变蓝的气体,则B 中有氮化镁生成【解析】试题分析:本题考查 Mg 与 HNO3反应产物的探究以及Mg3N2的制备,涉及装置的连接、物质的检验、方程式的书写 。(1)根据题意 “一定浓度的硝酸与Mg 反应可同时得到NO、 NO 、 N ”, 若有 NO 生成则气222体呈红棕色,根据已知 NO 2、 NO 的熔沸点,在装置D 中可将 NO2 冷凝为液态,可观察到装置 D 中有红棕色液体生成 ;利用 NO 具有还原性,用装置C 中酸性 KMnO4溶液验证NO;根据已知 Mg 3N2 遇水会发生水解,与Mg 反应的 N2 必须是干燥的,气体在进入装置 B 之前必须用浓硫酸干燥

28、 N2,且要防止 H2 O( g)进入制备 Mg 3N2 的装置;装置的连接顺序为: ADCFBFE, 答案选 a。(2)根据上述分析,确定还原产物中有NO2 的现象是:装置 D 中有红棕色液体生成。 Mg3N2 遇水会发生水解,实验中两次使用装置F,第一次使用装置F 的作用是 :干燥N2;第二次使用装置 F 的作用是:防止E 中 H2O(g)进入 B 中,使Mg 3N2 不纯 。( 3)由于 NO 能与 O2 反应生成 NO2,会影响 NO2、 NO 的验证,实验开始前要排出装置中空气 ,所以实验前先打开开关 K,向装置内通 CO2 气体,其目的是:排除装置内空气,防止干扰实验 ;当观察到装

29、置 E 的 Ba( OH) 2 溶液中产生白色沉淀时,表明装置中空气已经排尽,停止通入 CO2。(4)装置 D 中观察到有红棕色液体出现,装置C 中溶液颜色慢慢褪去,说明酸性KMnO4溶液将 NO 氧化成 NO3-,同时 MnO 4-被还原成Mn 2+,反应可写成NO+MnO4- NO3 -+Mn2+, N 元素的化合价由+2 价升至 +5 价, Mn 元素的化合价由+7 价降至 +2 价,根据得失电子守恒配平为5NO+3MnO4 - 5NO3-+3Mn 2+,结合原子守恒、电荷守恒,写出离子方程式为 5NO+3MnO 4-+4H+=5NO3-+3Mn 2+2H2O。(5)在 A 中反应开始时

30、,马上点燃B 处的酒精灯, Mg 与 CO2 发生置换反应生成MgO 和C,导致实验结束后 B 处制得的Mg N纯度不高,Mg 与 CO反应的化学方程式为3222Mg+CO2MgO+C。2(6) Mg 3N2 遇水发生水解生成Mg( OH) 2 和 NH3,检验有 Mg3N2 生成只要检验B 处固体中加水产生 NH3 即可 ,验证 B 处有 Mg3N2 生成的方法是:取B 中固体少量于试管中,向其中加入少量水,若产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,则B 中有氮化镁生成 。点睛 :本题的难点是实验装置的连接和氧化还原反应方程式的书写,理解实验的原理和各物质性质的差异是解答本题的关键。氧化还原反

31、应方程式的书写,先根据实验现象分析氧化剂、还原剂、氧化产物和还原产物,再根据得失电子守恒配平,最后用原子守恒、电荷守恒写出完整的方程式。9镁、铝、锌是生活中常见的三种金属,查阅资料获得如下信息: 镁、铝、锌都是银白色的金属 锌( Zn)可以与NaOH 溶液反应生成H2 Zn ( OH) 2 为白色固体,难溶于水,可溶于强碱及NH3?H2O Zn 2+易形成配合物如Zn( NH3)4 2+,该配合物遇强酸分解生成Zn2+、 NH4+(1)( 1)甲同学取镁铝合金进行定量分析,用图所示装置进行实验,获得如下数据(所有气体体积均已换算成标准状况,忽略滴入液体体积对气体体积的影响)编号粉末质量量气管第

32、量气管第一次读数二次读数2.0 g10.0 mL346.2 mL2.0 g10.0 mL335.0 mL2.0 g10.0 mL345.8 mL( 2)乙同学取镁铝锌合金设计如下实验方案:(可用试剂:样品、 pH 试纸、稀硫酸、 NaOH 溶液、氨水) 试剂 是;沉淀 B 是 过程 是:在滤液中逐滴加入,直至生成的沉淀刚好溶解,再加入足量的过滤 沉淀 C 与氨水反应的离子方程式为,【答案】 NaOH 溶液; Al(OH) 3; 稀硫酸;稀氨水; Zn ( OH) 2+4NH3=Zn(NH3) 42+2OH;2+或 Zn( OH) 2+4NH3?H2O=Zn( NH3) 4+2OH +4H2O【解析】【分析】【详解】(2) Wg 镁铝锌合金加入稀硫酸溶解生成硫酸镁、硫酸铝溶液、硫酸锌溶液,加入试剂M为过量氢氧化钠溶液,得到沉淀A 为 Mg ( OH) 2,滤液为 Na2ZnO2, NaAlO2 溶液,加入过量稀硫酸得到硫酸铝溶液、硫酸锌溶液,再加入足量氨水溶液得到沉淀B 为 Al( OH) 3,滤液为 Zn2+易形成配合

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