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文檔簡(jiǎn)介

1、課題課題3 金屬資源的利用和保護(hù)金屬資源的利用和保護(hù) 學(xué)習(xí)目標(biāo):學(xué)習(xí)目標(biāo): 1.了解鐵的冶煉,掌握有關(guān)含了解鐵的冶煉,掌握有關(guān)含 雜質(zhì)問題的計(jì)算。雜質(zhì)問題的計(jì)算。 2.了解金屬資源保護(hù)。了解金屬資源保護(hù)。 3.知道廢舊金屬對(duì)環(huán)境的污染知道廢舊金屬對(duì)環(huán)境的污染 認(rèn)識(shí)、回收利用廢舊金屬保護(hù)認(rèn)識(shí)、回收利用廢舊金屬保護(hù) 的重要性。的重要性。 重點(diǎn)和難點(diǎn):重點(diǎn)和難點(diǎn): 重點(diǎn):重點(diǎn): 1鐵的冶煉。鐵的冶煉。 2有關(guān)化學(xué)方程式計(jì)算中的雜質(zhì)問題計(jì)算。有關(guān)化學(xué)方程式計(jì)算中的雜質(zhì)問題計(jì)算。 3鐵銹蝕的條件及其防護(hù)。鐵銹蝕的條件及其防護(hù)。 難點(diǎn):難點(diǎn): 1.鐵的冶煉。鐵的冶煉。 2.根據(jù)化學(xué)方程式對(duì)含有某些雜質(zhì)的反

2、應(yīng)物根據(jù)化學(xué)方程式對(duì)含有某些雜質(zhì)的反應(yīng)物 或生成物進(jìn)行有關(guān)計(jì)算。或生成物進(jìn)行有關(guān)計(jì)算。 人類生活和生產(chǎn)離不開金屬資源人類生活和生產(chǎn)離不開金屬資源 金屬元素在自然界中的存在形式金屬元素在自然界中的存在形式 自然界自然界除少數(shù)很不活潑的金屬如除少數(shù)很不活潑的金屬如金、銀金、銀等有等有單質(zhì)形單質(zhì)形 式式存在外存在外, , 一一. .金屬的存在:金屬的存在: 自然界以單質(zhì)形式存在的金自然界以單質(zhì)形式存在的金自然界以單質(zhì)形式存在的銀自然界以單質(zhì)形式存在的銀 金屬元素在自然界中的存在形式金屬元素在自然界中的存在形式 其余都以其余都以化合物形式化合物形式存在于地殼和海洋中。存在于地殼和海洋中。 金屬元素在地

3、殼中的含量金屬元素在地殼中的含量 元素名稱元素名稱質(zhì)量分?jǐn)?shù)質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%元素名稱元素名稱質(zhì)量分?jǐn)?shù)質(zhì)量分?jǐn)?shù)/% 鋁(Al)7.73鎂(Mg)2.00 鐵(Fe)4.75鋅(Zn)0.008 鈣(Ca)3.45銅(Cu)0.007 鈉(Na)2.74銀(Ag)0.00001 鉀(K )2.47金(Au)0.0000005 孔雀石孔雀石 Cu2(OH)2CO3赤銅礦赤銅礦 Cu2O 輝銅礦輝銅礦 主要成分是主要成分是Cu2S 赤鐵礦赤鐵礦 黃鐵礦黃鐵礦 菱鐵礦菱鐵礦 鋁鋁 士士 礦礦 黃銅礦黃銅礦輝銅礦輝銅礦 Fe2O3 礦石礦石:工業(yè)上把能用來提煉金屬的礦物叫工業(yè)上把能用來提煉金屬的礦物叫礦石。礦石

4、。 我國是世界上已知礦物種類比較齊全的少數(shù)我國是世界上已知礦物種類比較齊全的少數(shù) 國家這一,礦物儲(chǔ)量也很豐富,其中國家這一,礦物儲(chǔ)量也很豐富,其中鎢、鉬、鎢、鉬、 鈦、錫、銻鈦、錫、銻等儲(chǔ)量居世界前列,等儲(chǔ)量居世界前列,銅、鋁、錳銅、鋁、錳等等 儲(chǔ)量在世界觀上也占有重要志地位。儲(chǔ)量在世界觀上也占有重要志地位。 大自然向人類提供了豐富的大自然向人類提供了豐富的金屬礦物資源金屬礦物資源, 人類每年要提煉數(shù)以人類每年要提煉數(shù)以億噸計(jì)的金屬億噸計(jì)的金屬用于工農(nóng)業(yè)用于工農(nóng)業(yè) 生產(chǎn)和其它領(lǐng)域。其中,提取量最大的是生產(chǎn)和其它領(lǐng)域。其中,提取量最大的是鐵鐵。 鐵礦石鐵礦石 鐵鐵 礦石礦石如何變成如何變成金屬金

5、屬? 黃鐵礦黃鐵礦 FeS2 赤鐵礦赤鐵礦 Fe2O3 菱鐵礦菱鐵礦 FeCO3 磁鐵礦磁鐵礦 Fe3O4 在高溫下,利用焦炭與氧氣反應(yīng)生成的一氧化碳把鐵在高溫下,利用焦炭與氧氣反應(yīng)生成的一氧化碳把鐵 從鐵礦石中還原出來從鐵礦石中還原出來 Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2 高溫高溫 石灰石、石灰石、鐵礦石鐵礦石 焦炭、空氣焦炭、空氣 化學(xué)方程式:化學(xué)方程式: 一、鐵的冶煉一、鐵的冶煉 實(shí)驗(yàn):實(shí)驗(yàn):一氧化碳還原氧化鐵一氧化碳還原氧化鐵Fe2O3 現(xiàn)象:現(xiàn)象: 紅色紅色粉末粉末變成變成黑色,黑色, Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2 高溫高溫 澄清的石灰水變渾濁。澄清的石灰水變渾濁。

6、 CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O 用酒精燈點(diǎn)燃尾氣的作用是用酒精燈點(diǎn)燃尾氣的作用是 防止防止CO污染空氣污染空氣 2CO + O2 2CO2 點(diǎn)燃點(diǎn)燃 實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí),先熄燈后停CO,是為了 防止溫度降低后外面的空氣進(jìn)入玻璃管使鐵 重新被氧化;還防止試管中的石灰水倒吸入 熱的玻璃管,使之炸裂。 1、先通、先通CO還是先點(diǎn)燃酒精燈?為什么?還是先點(diǎn)燃酒精燈?為什么? 2、先熄滅酒精燈還是先停止通、先熄滅酒精燈還是先停止通CO?為什么?為什么? 先通后點(diǎn)的原因是為了防止加熱一氧化先通后點(diǎn)的原因是為了防止加熱一氧化 碳和空氣的混合氣而發(fā)生爆炸。碳和空氣的混合氣而發(fā)生爆炸。 鐵礦石 焦

7、炭 熱空氣 爐 渣 出 口 生鐵 出口 石灰石 高爐煉鐵圖:高爐煉鐵圖: 高爐是個(gè)豎直的高爐是個(gè)豎直的圓筒形圓筒形爐爐 子,爐殼用子,爐殼用鋼板鋼板制成,內(nèi)制成,內(nèi) 部用部用耐火磚耐火磚作襯里。煉鐵作襯里。煉鐵 的主要原料是的主要原料是鐵礦石、焦鐵礦石、焦 炭、石灰石和空氣炭、石灰石和空氣。 高溫下,用還原劑(主要是高溫下,用還原劑(主要是 一一氧化碳氧化碳)從鐵礦石里把鐵)從鐵礦石里把鐵 還原出來還原出來 CO2 + C = 2CO 高溫 3CO+Fe2O3 =2Fe+3CO2 高溫 C+O2=CO2 高溫高溫 CaO+SiO2=CaSiO3 高溫高溫 CaCO3=CaO+CO2 高溫高溫

8、提供熱量提供熱量 提供還原劑提供還原劑 造渣,除去造渣,除去 二氧化硅二氧化硅 例:例:用用1000 t含氧化鐵含氧化鐵80的赤鐵礦的赤鐵礦 石,理論上可以煉出純鐵多少石,理論上可以煉出純鐵多少 t ? 解:解:設(shè)理論上可以煉出的純鐵質(zhì)量為設(shè)理論上可以煉出的純鐵質(zhì)量為x 160 256 1000t80 X 160 1000tX80% 256 X X= 560t 答:答:可以煉出純鐵可以煉出純鐵560t。 3CO + Fe2O3 2 Fe +3CO2 如果煉出含鐵為如果煉出含鐵為96%的生鐵多少的生鐵多少t? 生鐵的質(zhì)量生鐵的質(zhì)量560t 96%=583t 可以煉出生鐵鐵煉出生鐵鐵583t。 純

9、物質(zhì)的質(zhì)量純物質(zhì)的質(zhì)量= 不純物質(zhì)的質(zhì)量不純物質(zhì)的質(zhì)量物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù) 不純物質(zhì)的質(zhì)量不純物質(zhì)的質(zhì)量=純物質(zhì)的質(zhì)量純物質(zhì)的質(zhì)量物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù) 注意:注意: 帶入化學(xué)方程式計(jì)算的數(shù)據(jù)應(yīng)是帶入化學(xué)方程式計(jì)算的數(shù)據(jù)應(yīng)是 純凈物的質(zhì)量純凈物的質(zhì)量 練習(xí):要煉出含雜質(zhì)練習(xí):要煉出含雜質(zhì)3%的生鐵的生鐵 2000噸,需要含四氧化三鐵噸,需要含四氧化三鐵 90%的磁鐵礦石的質(zhì)量是多少?的磁鐵礦石的質(zhì)量是多少? 開開 礦礦 鋼鋼 鐵鐵 銹銹 蝕蝕 的的 危危 害害 三、金屬資源保護(hù)三、金屬資源保護(hù) 資料一:資料一:據(jù)有關(guān)資料報(bào)道,現(xiàn)在世界上每據(jù)有關(guān)資料報(bào)道,現(xiàn)在世界上每 年因腐蝕而報(bào)

10、廢的金屬設(shè)備和材料相當(dāng)于年因腐蝕而報(bào)廢的金屬設(shè)備和材料相當(dāng)于 年產(chǎn)量的年產(chǎn)量的20% 20% 40%40%。 資料二:資料二:礦物的儲(chǔ)量有礦物的儲(chǔ)量有 限,而且不能再生??上?,而且不能再生???供開采的年限如圖所示。供開采的年限如圖所示。 鋼鋼 鐵鐵 防防 銹銹 1、金屬的腐蝕和防護(hù)金屬的腐蝕和防護(hù) 鐵為什么會(huì)生銹?鐵為什么會(huì)生銹? 取取3枚潔凈無銹的鐵釘,分別放枚潔凈無銹的鐵釘,分別放 入入3支試管中進(jìn)行下面的實(shí)驗(yàn)支試管中進(jìn)行下面的實(shí)驗(yàn) 步驟一、在試管步驟一、在試管1中加入中加入少量的蒸餾水少量的蒸餾水,使鐵釘?shù)囊话虢]在水,使鐵釘?shù)囊话虢]在水 中中 步驟二步驟二、在試管、在試管2中注滿中

11、注滿迅速冷卻的沸水、植物油迅速冷卻的沸水、植物油 步驟三步驟三、在試管、在試管3中加入中加入少量干燥劑少量干燥劑(生石灰或無水氯化鈣)(生石灰或無水氯化鈣) 再放一團(tuán)干棉球,把鐵釘放在干棉球上,塞緊橡皮塞再放一團(tuán)干棉球,把鐵釘放在干棉球上,塞緊橡皮塞 請(qǐng)解釋下列實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象 液面處鐵液面處鐵 銹較多銹較多 干燥劑干燥劑 干燥空氣中干燥空氣中 部分浸沒水中部分浸沒水中 浸沒水中浸沒水中 部分浸沒食鹽水中部分浸沒食鹽水中 1 12 23 34 4 一周后一周后 鐵釘浸沒一半在水中:鐵釘浸沒一半在水中: 鐵在空氣、水的界鐵在空氣、水的界面處生銹面處生銹 鐵釘完全浸沒在水中(上面還加植物油):鐵釘完全浸

12、沒在水中(上面還加植物油): 鐵未生銹鐵未生銹 鐵釘放在干燥的空氣中(加干燥劑等):鐵釘放在干燥的空氣中(加干燥劑等): 鐵未生銹鐵未生銹 全浸在水中全浸在水中 一半在水中一半在水中 干燥空氣中干燥空氣中 。 (緩慢氧(緩慢氧 化,放熱)化,放熱) 在空氣中銹蝕,實(shí)際上是在空氣中銹蝕,實(shí)際上是鐵鐵跟跟氧氣氧氣、水水等物質(zhì)相等物質(zhì)相 互作用,發(fā)生一系列復(fù)雜的互作用,發(fā)生一系列復(fù)雜的化學(xué)變化化學(xué)變化,使鐵轉(zhuǎn)化,使鐵轉(zhuǎn)化 為為鐵的化合物鐵的化合物的過程。的過程。 因此,鐵與空氣接觸,又有水分時(shí),最易生銹!因此,鐵與空氣接觸,又有水分時(shí),最易生銹! 鐵銹成分復(fù)雜,主要是鐵銹成分復(fù)雜,主要是FeFe2

13、2O O3 3XHXH2 2O O它是一種它是一種 疏松多孔的物質(zhì)疏松多孔的物質(zhì) Fe2O3 鐵銹鐵銹這種多孔性的物質(zhì),能讓水分和這種多孔性的物質(zhì),能讓水分和 空氣穿過它的空隙,不斷向里層滲透,繼續(xù)空氣穿過它的空隙,不斷向里層滲透,繼續(xù) 跟鐵反應(yīng),直至鐵被完全銹蝕。跟鐵反應(yīng),直至鐵被完全銹蝕。 鐵銹鐵銹- -混合物混合物 (主要成分主要成分 氧化鐵氧化鐵) 結(jié)構(gòu)疏松多孔結(jié)構(gòu)疏松多孔 氧化鐵氧化鐵與鋁壺表面的與鋁壺表面的氧化鋁氧化鋁膜性質(zhì)比較膜性質(zhì)比較 鐵銹鐵銹 (e23) 氧化鋁氧化鋁 (Al2O3) 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 若不除去結(jié)果若不除去結(jié)果 疏松多孔疏松多孔 完全銹蝕完全銹蝕 致密結(jié)實(shí)致密

14、結(jié)實(shí) 使鋁使鋁“自我保自我保 護(hù)護(hù)” 與空氣(氧氣)與空氣(氧氣)接觸接觸 與水與水接觸接觸 怎么防止鋼鐵生銹呢?怎么防止鋼鐵生銹呢? 在在 車車 船船 的的 表表 面面 噴噴 油油 漆漆 在機(jī)械表面涂防銹油在機(jī)械表面涂防銹油 在面盆、杯子、在面盆、杯子、 等表面燒涂搪瓷等表面燒涂搪瓷 此外,還可以在鋼此外,還可以在鋼 鐵表面鍍上一層能鐵表面鍍上一層能 起保護(hù)作用的其他起保護(hù)作用的其他 金屬。金屬。 如:在鋼鐵表面鍍?nèi)纾涸阡撹F表面鍍 錫、鍍鋅、和鍍鉻錫、鍍鋅、和鍍鉻 鍍銅鍍銅 金屬防腐蝕的方法: (1)1)隔絕空氣或氧氣隔絕空氣或氧氣 (2)(2)隔絕水隔絕水 自行車的構(gòu)件如自行車的構(gòu)件如支架

15、、鏈條、鋼圈支架、鏈條、鋼圈等,等, 分別采取了什么防銹措施?分別采取了什么防銹措施? 2 2、金屬資源保護(hù)、金屬資源保護(hù) 保護(hù)金屬資源的主要途徑:保護(hù)金屬資源的主要途徑: 1、防止金屬的腐蝕、防止金屬的腐蝕 2、金屬的回收和利用、金屬的回收和利用 3、有計(jì)劃合理地開采礦物、有計(jì)劃合理地開采礦物 4、尋找金屬代用品、尋找金屬代用品 學(xué)生練習(xí):學(xué)生練習(xí):根據(jù)銅綠的化學(xué)式根據(jù)銅綠的化學(xué)式Cu2(OH)2CO3分析銅生分析銅生 銹的條件又是什么?銹的條件又是什么? 與氧氣、水、二氧化碳接觸與氧氣、水、二氧化碳接觸 5、物盡其用、物盡其用 討論討論 金金屬資源保護(hù)屬資源保護(hù) 廢舊金屬的回收利用還可以減

16、少對(duì)環(huán)境的廢舊金屬的回收利用還可以減少對(duì)環(huán)境的 污染。例如,廢舊電池中含有汞等,如果將廢污染。例如,廢舊電池中含有汞等,如果將廢 舊電池隨意丟棄,汞等滲出會(huì)造成地下水和土舊電池隨意丟棄,汞等滲出會(huì)造成地下水和土 壤的污染,威脅人類健康。如果將汞等回收利壤的污染,威脅人類健康。如果將汞等回收利 用,不僅可以節(jié)約金屬資源,而且還可以減少用,不僅可以節(jié)約金屬資源,而且還可以減少 對(duì)環(huán)境的污染,這是一舉兩得的好事。對(duì)環(huán)境的污染,這是一舉兩得的好事。 日本水俁病日本水俁病 鋼鐵的使用鋼鐵的使用 我會(huì)做我會(huì)做 1、通過實(shí)驗(yàn)回答,鐵釘在下列哪些情況下容易生銹?、通過實(shí)驗(yàn)回答,鐵釘在下列哪些情況下容易生銹?

17、(1)在干燥的空氣中)在干燥的空氣中 (2)在潮濕的空氣中)在潮濕的空氣中 (3)部分浸入食鹽水中)部分浸入食鹽水中 (4)浸沒有植物油中)浸沒有植物油中 2、下列做法能防止鐵制品生銹的是(、下列做法能防止鐵制品生銹的是() A、自行車臟了用清水沖洗、自行車臟了用清水沖洗 B、用廢酸液沖洗鐵制污水管道、用廢酸液沖洗鐵制污水管道 C、在鐵制籃球架上刷一層油漆、在鐵制籃球架上刷一層油漆 D、切完咸菜后,盡快將菜刀洗凈擦干、切完咸菜后,盡快將菜刀洗凈擦干 (3)、(2) C、D 我會(huì)做我會(huì)做 3、隨著人們生活質(zhì)量的提高,各種電池使用量大幅、隨著人們生活質(zhì)量的提高,各種電池使用量大幅 度增加,廢電池進(jìn)

18、行集中處理的問題被提到議事日度增加,廢電池進(jìn)行集中處理的問題被提到議事日 程上來。其首要原因是程上來。其首要原因是 ( ) A 回收利用電池外殼的金屬材料回收利用電池外殼的金屬材料 B 防止電池中汞、鎘、鉛等重金屬對(duì)土壤和水源的防止電池中汞、鎘、鉛等重金屬對(duì)土壤和水源的 污染污染 C減輕電池中滲漏的液體對(duì)其他物品的腐蝕減輕電池中滲漏的液體對(duì)其他物品的腐蝕 D回收利用電池中的石墨電極回收利用電池中的石墨電極 C 我會(huì)做我會(huì)做 4、(、(1)下列家庭生活垃圾:)下列家庭生活垃圾:廢舊書刊報(bào)紙廢舊書刊報(bào)紙 廢電池廢電池 廢棄橡膠、塑料制品廢棄橡膠、塑料制品 易拉罐飲料瓶易拉罐飲料瓶 廢棄電線廢棄電線

19、 破舊鐵鍋、鋁壺破舊鐵鍋、鋁壺 變質(zhì)剩飯菜變質(zhì)剩飯菜 瓜瓜 皮果殼皮果殼 廢棄玻璃物品等,其中可回收利廢棄玻璃物品等,其中可回收利 用的有?;厥绽门c保護(hù)金用的有?;厥绽门c保護(hù)金 屬資源的相關(guān)聯(lián)的是。屬資源的相關(guān)聯(lián)的是。 (2)請(qǐng)你聯(lián)系實(shí)際再提出兩條節(jié)約金屬資源的建)請(qǐng)你聯(lián)系實(shí)際再提出兩條節(jié)約金屬資源的建 議議: ; 課 題 3 金屬資源的利用和保護(hù) 居 巢 黃 麓 謝 玉 榮 1、為避免一氧化碳污染空氣,并回收利用一氧化碳,方、為避免一氧化碳污染空氣,并回收利用一氧化碳,方 框中連接的是框中連接的是C和和D,導(dǎo)管接口的連接順序,導(dǎo)管接口的連接順序a C裝置中裝置中NaOH的作用是的作用是

20、。 2、實(shí)驗(yàn)開始時(shí),應(yīng)、實(shí)驗(yàn)開始時(shí),應(yīng) (填填“先加熱再通先加熱再通 CO”或或“先通先通CO再加熱再加熱”),目的是,目的是 。 3、實(shí)驗(yàn)進(jìn)行一段時(shí)間后,玻璃管、實(shí)驗(yàn)進(jìn)行一段時(shí)間后,玻璃管A中出現(xiàn)的現(xiàn)象中出現(xiàn)的現(xiàn)象 為為 ,反應(yīng)方程式為,反應(yīng)方程式為 。 4、除、除CO外,還有哪些物質(zhì)可以還原外,還有哪些物質(zhì)可以還原Fe2O3 (請(qǐng)寫請(qǐng)寫 一物質(zhì)的化學(xué)式一物質(zhì)的化學(xué)式)。 某化學(xué)興趣小組用一氧化某化學(xué)興趣小組用一氧化 碳與氧化鐵的反應(yīng)來探究碳與氧化鐵的反應(yīng)來探究 煉鐵的原理,裝置如下圖煉鐵的原理,裝置如下圖 所示。請(qǐng)回答有關(guān)問題:所示。請(qǐng)回答有關(guān)問題: d b e 除去殘余的二氧化碳除去殘余

21、的二氧化碳 先通一氧化碳再加熱先通一氧化碳再加熱 趕盡玻璃管內(nèi)的空氣,防止加熱爆炸趕盡玻璃管內(nèi)的空氣,防止加熱爆炸 Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2 高溫高溫 C或或H2 固體由紅棕色變成黑色固體由紅棕色變成黑色 課 題 3 金屬資源的利用和保護(hù) 居 巢 黃 麓 謝 玉 榮 2、通過實(shí)驗(yàn)回答,鐵釘在、通過實(shí)驗(yàn)回答,鐵釘在 下列哪些情況下容易生銹?下列哪些情況下容易生銹? (1)在干燥的空氣中)在干燥的空氣中 (2)在潮濕的空氣中)在潮濕的空氣中 (3)部分浸入食鹽水中)部分浸入食鹽水中 (4)浸沒在植物油中)浸沒在植物油中 3、如圖所示實(shí)驗(yàn),裝置、如圖所示實(shí)驗(yàn),裝置 中出現(xiàn)的現(xiàn)象是

22、(中出現(xiàn)的現(xiàn)象是( ) A、鐵絲不變化、鐵絲不變化 B、鐵絲逐漸消失、鐵絲逐漸消失 C、試管中的液面不變化、試管中的液面不變化 D、試管中的液面上升、試管中的液面上升 D 課 題 3 金屬資源的利用和保護(hù) 安 徽 巢 湖 謝 玉 榮 4、下列關(guān)于金屬資源的說法,不正確的是(、下列關(guān)于金屬資源的說法,不正確的是( ) A、自然界中除少數(shù)不活潑的金屬如金、銀等以單質(zhì)形式、自然界中除少數(shù)不活潑的金屬如金、銀等以單質(zhì)形式 存在外,其余都以化合物形式存在存在外,其余都以化合物形式存在 B、自然界中的金屬資源是取之不盡的、自然界中的金屬資源是取之不盡的 C、防止金屬銹蝕、回收利用廢舊金屬可以保護(hù)金屬資源、防止金屬銹蝕、回收利用廢舊金屬可以保護(hù)金屬資源 和環(huán)境和環(huán)境 D、合理開發(fā)礦物、尋找金屬代用品都是保護(hù)金屬資源的、合理開發(fā)礦物、尋找金屬代用品都是保護(hù)金屬資

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