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1、專題五 微觀結(jié)構(gòu)與物質(zhì)的多樣性第一單元 原子結(jié)構(gòu)、核外電子排布1甲、乙兩元素原子的L層電子數(shù)都是其他層電子總數(shù)的2倍。下列推斷正確的是()A甲與乙處于同一周期 B甲與乙處于同一主族C甲與乙的單質(zhì)都是原子晶體 D甲與乙的原子序數(shù)之和為偶數(shù)解析:本題主要信息是原子的電子排布特點(diǎn)。可以先根據(jù)核外電子排布規(guī)律確定可能的元素名稱,再確定位置,從而推斷單質(zhì)的性質(zhì)等。L層最多可有8個(gè)電子,當(dāng)其他層共有4個(gè)電子時(shí)符合題意,根據(jù)核外電子排布規(guī)律,Mg符合條件;當(dāng)L層未填滿電子時(shí),K層的2個(gè)電子已填入,此時(shí)L層應(yīng)有4個(gè)電子,碳符合條件,則甲、乙指的是碳和鎂,D選項(xiàng)符合題意。答案:D2. U是重要的核工業(yè)原料,在自
2、然界的豐度很低。U的濃縮一直為國(guó)際社會(huì)關(guān)注。下列有關(guān)U說(shuō)法正確的是()A.U原子核中含有92個(gè)中子 B.U原子核外有143個(gè)電子C.U與U互為同位素 D.U與U互為同素異形體解析:U的中子數(shù)為23592143,其核外電子數(shù)為92,故A、B均為錯(cuò)誤答案;同素異形體是指同一元素形成的不同單質(zhì),U和U應(yīng)互為同位素。答案:C3已知元素X、Y的核電荷數(shù)分別是a和b,它們的離子X(jué)m和Yn的核外電子排布相同,則下列關(guān)系式中正確的是()Aabmn Babmn Cabmn Dabmn解析:在原子中,核電荷數(shù)等于核外電子數(shù);在陽(yáng)離子中,核電荷數(shù)減去離子所帶電荷數(shù)等于核外電子數(shù);在陰離子中,核電荷數(shù)加上離子所帶電荷
3、數(shù)等于核外電子數(shù)。因?yàn)閄m和Yn具有相同的核外電子排布,所以,Xm和Yn具有相同的核外電子數(shù),aXm的核外電子數(shù)等于am,bYn的核外電子數(shù)為:bn,則:ambn。答案:A4已知自然界中銥(Ir)有兩種質(zhì)量數(shù)分別為191和193的核素,而銥元素的相對(duì)原子質(zhì)量為192.22。這兩種同位素的原子個(gè)數(shù)比應(yīng)為()A3961 B6139 C11 D3911解析:采用十字交叉法:則兩種同位素原子的個(gè)數(shù)比為0.781.223961。答案:A5. 下列敘述正確的是()AH2與H的核外電子數(shù)相同BCl和Cl核外電子層數(shù)不同C在CS2、PCl3中各原子最外層均能達(dá)到8電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)DAr原子的結(jié)構(gòu)示意圖為:解析:
4、H2是分子,核外共有2個(gè)電子,H是原子,核外只有1個(gè)電子,A錯(cuò);Cl和Cl都有3個(gè)電子層,B錯(cuò);根據(jù)CS2和PCl3的成鍵情況可推出C正確;而Ar原子的結(jié)構(gòu)示意圖應(yīng)為,D錯(cuò)。答案:C6(2009·濰坊統(tǒng)考)著名化學(xué)家徐光憲(畫(huà)面正中),因?yàn)樵谙⊥凛腿☆I(lǐng)域取得的卓越成就被譽(yù)為“稀土界的袁隆平”;2008年1月9日,胡錦濤主席為其頒發(fā)了“國(guó)家最高科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)”。稀土元素是指鑭系的15種元素,加上鈧和釔共17種元素。下列說(shuō)法正確的是()A稀土元素全部是金屬元素B要萃取出碘酒中的碘可以使用氫氧化鈉溶液做萃取劑C鑭系元素均屬于主族元素D某些稀土元素在地殼中的含量高于鋁解析:B項(xiàng)中NaOH和碘反應(yīng)
5、,不能用做萃取劑,C項(xiàng),鑭系是副族元素,D項(xiàng)地殼中鋁元素含量最高。答案:A7簡(jiǎn)單原子的原子結(jié)構(gòu)可用如下圖的方法形象地表示:其中表示質(zhì)子或電子,表示中子,則下列有關(guān)的敘述正確的是()A互為同位素B互為同素異形體C是三種化學(xué)性質(zhì)不同的粒子D具有相同的質(zhì)量數(shù)解析:從圖示知、中的質(zhì)子數(shù)等于電子數(shù)且都等于1,可知分別為H、H、H。答案:A8. 目前普遍認(rèn)為,質(zhì)子和中子都是由被稱為u夸克和d夸克的兩類夸克組成的。u夸克帶電量為e,d夸克帶電量為e,e為基元電荷。下列論斷中可能正確的是()A質(zhì)子由1個(gè)u夸克和1個(gè)d夸克組成,中子由1個(gè)u夸克和2個(gè)d夸克組成B質(zhì)子由2個(gè)u夸克和1個(gè)d夸克組成,中子由1個(gè)u夸克
6、和2個(gè)d夸克組成C質(zhì)子由1個(gè)u夸克和2個(gè)d夸克組成,中子由2個(gè)u夸克和1個(gè)d夸克組成D質(zhì)子由2個(gè)u夸克和1個(gè)d夸克組成,中子由2個(gè)u夸克和1個(gè)d夸克組成解析:該題屬于高科技題,但落點(diǎn)低。質(zhì)子帶一個(gè)單位正電荷,中子不帶電,結(jié)合信息,B正確。答案:B9據(jù)報(bào)道,北方某城市一幢樓內(nèi)兩戶人家相繼得了一種少見(jiàn)的血液病。經(jīng)檢測(cè)得知原因是建筑材料里的放射性核素銥192在作怪。該核素符號(hào)為77Ir,它在化合物內(nèi)可顯3價(jià),其3價(jià)離子內(nèi)中子數(shù)與電子數(shù)之差為_(kāi),跟銥元素處在同一周期的堿金屬元素名稱為_(kāi)。解析:中子數(shù)19277115,電子數(shù)77374,兩者之差為41;質(zhì)子數(shù)77在兩種稀有氣體的原子序數(shù)54(Xe)和86
7、(Rn)之間,故跟Rn(氡)同周期,是第6周期,按從上到下的順序,A族第六個(gè)是銫。答案:41銫10下圖為四種粒子的結(jié)構(gòu)示意圖,完成以下填空:(1)屬于陽(yáng)離子結(jié)構(gòu)的粒子是_。(2)B粒子的半徑_C粒子的半徑(填“大于”“小于”或“等于”)。(3)某元素R形成的氧化物為R2O3,則R的原子結(jié)構(gòu)示意圖可能是_。解析:本題考查了離子結(jié)構(gòu)與原子結(jié)構(gòu)的關(guān)系:質(zhì)子數(shù)>電子數(shù)時(shí)為陽(yáng)離子結(jié)構(gòu),帶正電荷;質(zhì)子數(shù)電子數(shù)時(shí)為原子結(jié)構(gòu),不帶電;質(zhì)子數(shù)<電子數(shù)時(shí)為陰離子結(jié)構(gòu),帶負(fù)電荷。因此第1小題中陽(yáng)離子是B,A是陰離子,C、D是原子;當(dāng)原子失去最外層電子時(shí),半徑減小,得到電子時(shí)半徑增大;第3小題有難度,首先
8、要判斷出R元素的化合價(jià),因?yàn)檠踉氐幕蟽r(jià)為2,R元素的化合價(jià)為3,即最外層電子數(shù)為3(若是非金屬元素需另外討論)。答案:(1)B(2)小于(3)D1. He在熱核反應(yīng)中沒(méi)有中子輻射,作為能源時(shí)不會(huì)污染環(huán)境。月球上He的數(shù)量足夠人類使用1 000年,而地球上 He含量很少。 He和 He互為()A同分異構(gòu)體 B同系物 C同素異形體 D同位素解析:同素異形體是對(duì)單質(zhì)而言。同位素是同一元素的不同原子。答案:D2Se是人體必需的微量元素,下列關(guān)于Se和Se的說(shuō)法正確的是()A. Se和 Se互為同素異形體 B. Se和 Se互為同位素C. Se和 Se分別含有44和46個(gè)質(zhì)子 D. Se 和 Se
9、都含有34個(gè)中子解析:以 Se和 Se為載體考查原子結(jié)構(gòu)的有關(guān)“粒子數(shù)”的關(guān)系及同位素、同素異形體的概念,側(cè)重考查學(xué)生的辨別能力。同素異形體指單質(zhì)而同位素指原子,故A錯(cuò);Se的兩種同位素的質(zhì)子數(shù)都為34,而中子數(shù)分別為44和46,故C、D錯(cuò)。答案:B3近期,科學(xué)家用NaNO3和Na2O在573 K下反應(yīng)制得了離子化合物NaxNO4,經(jīng)測(cè)定,在NO中的各原子的最外層電子都達(dá)到了8個(gè)電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu),則x為()A1 B2 C3 D4解析:NO中各原子最外層電子都達(dá)到8電子結(jié)構(gòu),需32個(gè)電子,而一個(gè)N原子和4個(gè)O原子最外層共有(54×629)個(gè)電子,故還需得到3個(gè)電子,因此x3。答案:C4一定
10、量的锎( Cf)是醫(yī)學(xué)上常用作治療惡性腫瘤的中子源,1 mg( Cf)每秒約放出2.34×199個(gè)中子。下列有關(guān)锎的說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A( Cf)原子中,中子數(shù)為154 B( Cf)原子中,質(zhì)子數(shù)為98C( Cf)原子中,電子數(shù)為98 D锎元素的相對(duì)原子質(zhì)量為252解析:252只代表是锎元素中某同位素的質(zhì)量數(shù),而不是锎元素的相對(duì)原子質(zhì)量。答案:D5同溫、同壓下,等容積的兩個(gè)密閉集氣瓶中分別充滿12C18O和14N2兩種氣體。關(guān)于這兩個(gè)集氣瓶中氣體的說(shuō)法正確的是()A質(zhì)子數(shù)相等,質(zhì)量不等 B分子數(shù)和質(zhì)量分別不相等C分子數(shù)、質(zhì)量分別相等 D原子數(shù)、中子數(shù)和質(zhì)子數(shù)都分別相等解析:由阿伏加德羅
11、定律知,兩瓶中氣體的分子數(shù)相同,而等物質(zhì)的量的12C18O和14N2:(1)質(zhì)量不等,因摩爾質(zhì)量:M(12C18O)30 g·mol1、M(14N2)28 g·mol1;(2)質(zhì)子數(shù)相等:12C18O的質(zhì)子數(shù)68,14N2的質(zhì)子數(shù)7×2;(3)原子數(shù)相等:均為雙原子分子;(4)中子數(shù)不等:12C18O的中子數(shù)610,14N2的中子數(shù)7×2。答案:A6關(guān)于同一種元素的原子或離子,下列敘述正確的是()A原子半徑比陰離子半徑小B原子半徑比陰離子半徑大C原子半徑比陽(yáng)離子半徑小D帶正電荷多的陽(yáng)離子半徑比帶正電荷少的陽(yáng)離子半徑大解析:同種元素的陰離子半徑大于原子半徑
12、,如r(Cl)>r(Cl);同種元素的原子半徑大于陽(yáng)離子半徑,如r(Na)>r(Na);同一種元素的陽(yáng)離子,電荷越多,半徑越小,如r(Fe3)<r(Fe2)。答案:A7. YBa2Cu8Ox(Y為元素釔)是磁懸浮列車中的重要超導(dǎo)材料,關(guān)于Y的說(shuō)法不正確的是()A屬于金屬元素 B質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)之差為50C原子的核外電子數(shù)是39 D. Y和 Y是兩種不同的核素解析:Y元素為39號(hào)元素,391821,21183顯然位于第五周期B族。原子 Y中含有39個(gè)質(zhì)子、39個(gè)電子、50個(gè)中子。選項(xiàng)B不正確。答案:B8(2009·濰坊統(tǒng)考)核磁共振(NMR)技術(shù)已廣泛應(yīng)用于復(fù)雜分子結(jié)構(gòu)
13、的測(cè)定和醫(yī)學(xué)診斷等高科技領(lǐng)域。已知只有質(zhì)子數(shù)或中子數(shù)為奇數(shù)的原子核有NMR現(xiàn)象。試判斷下列哪組原子均可產(chǎn)生NMR現(xiàn)象()A18O31P B19F12CC元素周期表中A族所有元素的原子 D元素周期表中第三周期元素的所有原子解析:理解好題目信息是解題的關(guān)鍵,質(zhì)子數(shù)或中子數(shù)是奇數(shù)的可用于核磁共振,知C項(xiàng)第A族元素的原子質(zhì)子數(shù)一定為奇數(shù),所以選C。答案:C9某元素原子的最外層電子數(shù)是次外層的a倍(a>1),則該原子的核內(nèi)質(zhì)子數(shù)是()A2a2 B2a10Ca2 D2a解析:最外層電子數(shù)大于次外層電子數(shù),則該元素位于第二周期。答案:A10已知X、Y均為118號(hào)之間的元素,X、Y可形成化合物X2Y和X
14、2Y2,又知Y的原子序數(shù)小于X的原子序數(shù),則這兩種元素的原子序數(shù)之和為()A19 B18 C16 D9解析:解法一(聯(lián)想):根據(jù)以往知識(shí),符合X2Y、X2Y2形式的分子式有Na2O、Na2O2和H2O、H2O2兩組,但第二組不符合Y的原子序數(shù)小于X的原子序數(shù)的條件,而第一組不僅符合,而且選項(xiàng)中有。解法二(推理):由X2Y化學(xué)式看。(1)X的化合價(jià)如為1價(jià),則Y為2價(jià)。(2)X的化合價(jià)如為2價(jià),則Y為4價(jià)(不成立)。故只有第一種情況可行。由化合價(jià)分析118號(hào)元素之間具有題設(shè)條件的元素,X只可能為Na、Y為O。答案:A11(2008·全國(guó)理綜,11)某元素的一種同位素X的質(zhì)量數(shù)為A,含N
15、個(gè)中子,它與H原子組成HmX分子。在a g HmX中所含質(zhì)子的物質(zhì)的量是()A.(ANm) mol B.(AN) molC.(AN) mol D.(ANm) mol解析:同位素X的質(zhì)量數(shù)為A,中子數(shù)為N,因此其質(zhì)子數(shù)為AN。故HmX分子中的質(zhì)子數(shù)為mAN,又由于HmX中H為H,故a g HmX分子中所含質(zhì)子的物質(zhì)的量為:×(AmN)mol。答案:A12. 下列指定粒子的個(gè)數(shù)比為21的是()ABe2中的質(zhì)子和電子 B. H原子中的中子和質(zhì)子CNaHCO3晶體中的陽(yáng)離子和陰離子 DBaO2(過(guò)氧化鋇)固體中的陰離子和陽(yáng)離子解析:Be2中質(zhì)子數(shù)為4,電子數(shù)為2,符合要求; H原子中中子數(shù)為
16、1,質(zhì)子數(shù)為1,不符合要求;NaHCO3晶體中陽(yáng)離子Na和陰離子HCO的個(gè)數(shù)比等于11,不符合要求;BaO2固體中陰離子O和陽(yáng)離子Ba2的個(gè)數(shù)比等于11,不符合要求。答案:A132007年10月24日,我國(guó)成功發(fā)射了“嫦娥一號(hào)”月球探測(cè)火箭,其主要任務(wù)之一是評(píng)估月球上土壤的厚度和3He的資源量,以下關(guān)于3He的說(shuō)法正確的是()A是4He的同素異形體B比4He多一個(gè)中子C是4He的同位素D3He代表原子核內(nèi)有2個(gè)質(zhì)子和3個(gè)中子的氦原子解析:該題以人類關(guān)注程度較大的社會(huì)熱點(diǎn)材料為背景,以3He為載體考查原子結(jié)構(gòu)中有關(guān)“量”的關(guān)系及同位素、同素異形體的概念,側(cè)重考查學(xué)生的辨別能力。很好地體現(xiàn)了源自生
17、活、落于教材的課標(biāo)精神。同素異形體是指單質(zhì),而同位素是指原子,故A錯(cuò);4He為2質(zhì)子2中子的原子而3He為2質(zhì)子1中子的原子,故B、D錯(cuò)。答案:C14下列化學(xué)用語(yǔ)表示錯(cuò)誤的是()A羥基的電子式: B中子數(shù)為14的硅原子:SiC鎂離子的結(jié)構(gòu)示意圖: D甲烷的分子模型:解析:本題考查了幾種常見(jiàn)的化學(xué)用語(yǔ),解答時(shí)注意從其概念的內(nèi)涵與外延出發(fā),縝密思考,正確解答。羥基為中性自由基,內(nèi)含單電子,A正確;硅的原子序數(shù)為14,其質(zhì)量數(shù)為141428,B正確;鎂離子的核電荷數(shù)為12,外層10個(gè)電子,C錯(cuò)誤;甲烷分子為5原子的空間正四面體分子,D正確。答案:C15短周期的三種元素X、Y、Z,原子序數(shù)依次變小,原
18、子核外電子層數(shù)之和是5。X元素原子最外電子層上的電子數(shù)是Y和Z兩元素原子最外電子層上的電子數(shù)的總和;Y元素原子的最外電子層上的電子數(shù)是它的電子層數(shù)的2倍,X和Z可以形成XZ3的化合物。請(qǐng)回答:(1)X元素的名稱是_;Y元素的名稱是_;Z元素的名稱是_。(2)XZ3化合物的分子式是_,電子式是_。(3)分別寫出X、Y的含氧酸的分子式_、_。解析:由Y入手進(jìn)行推斷,Y元素原子的最外電子層上的電子數(shù)是它的電子層數(shù)的2倍,可推斷Y為C,不可能是S(S為3個(gè)電子層,若為S,另外兩種元素只可能為H和He,與題意不符),由XZ3結(jié)合題設(shè)可推斷為NH3。答案:(1)氮碳?xì)?2)NH3(3)HNO3或HNO2H
19、2CO3或H2C2O4等有機(jī)酸16. 通常情況下,微粒A和B為分子,C和E為陽(yáng)離子,D為陰離子,它們都含有10個(gè)電子;B溶于A后所得的物質(zhì)可電離出C和D;A、B、E三種微粒反應(yīng)后可得C和一種白色沉淀。請(qǐng)回答:(1)用化學(xué)符號(hào)表示下列4種微粒:A:_;B:_;C:_;D:_。(2)寫出A、B、E三種微粒反應(yīng)的離子方程式:_。解析:常見(jiàn)的10電子分子有H2O、NH3、CH4、HF等,常見(jiàn)的10電子陽(yáng)離子有Na、Mg2、Al3、NH、H3O,常見(jiàn)的10電子陰離子有F、OH,根據(jù)“B溶于A后所得的物質(zhì)可電離出C和D”,可推出A為H2O、B為NH3、C為NH、D為OH,再根據(jù)A、B、E反應(yīng)后可得C和一種
20、白色沉淀,可推出E為Mg2或Al3,從而得出答案。答案: (1)H2ONH3NHOH(2)Al33NH33H2O=Al(OH)33NH或Mg22NH32H2O=Mg(OH)22NH17設(shè)X、Y、Z代表3種元素。已知:X和Y兩種離子具有相同的電子層結(jié)構(gòu);Z元素原子核內(nèi)質(zhì)子數(shù)比Y原子核內(nèi)質(zhì)子數(shù)少9個(gè);Y和Z兩種元素可以形成4核42個(gè)電子的負(fù)一價(jià)陰離子。據(jù)此, 請(qǐng)?zhí)羁眨?1)寫出X、Y、Z三種元素的名稱X_,Y_,Z_。(2)寫出X、Y兩種元素最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物相互反應(yīng)的離子方程式:_。解析:由推測(cè)4核42電子的負(fù)一價(jià)陰離子為ClO,則Y為Cl,Z為O,那么X為K。答案:(1)鉀氯氧(2)OHH
21、=H2O18現(xiàn)有部分元素的性質(zhì)與原子(或分子)結(jié)構(gòu)如下表:元素編號(hào)元素性質(zhì)與原子(或分子)結(jié)構(gòu)T最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的3倍X常溫下單質(zhì)為雙原子分子,分子中含有3對(duì)共用電子對(duì)YM層比K層少1個(gè)電子Z第3周期元素的簡(jiǎn)單離子中半徑最小(1)畫(huà)出元素T的原子結(jié)構(gòu)示意圖_。(2)元素Y與元素Z相比,金屬性較強(qiáng)的是_(用元素符號(hào)表示),下列表述中能證明這一事實(shí)的是_(填序號(hào))。aY單質(zhì)的熔點(diǎn)比Z單質(zhì)低 bY的化合價(jià)比Z低cY單質(zhì)與水反應(yīng)比Z單質(zhì)劇烈 dY最高價(jià)氧化物的水化物的堿性比Z強(qiáng)(3)T、X、Y、Z中有兩種元素能形成既有離子鍵又有非極性共價(jià)鍵的化合物,寫出該化合物的化學(xué)式_。(4)元素T和氫元
22、素以原子個(gè)數(shù)比11化合形成化合物Q,元素X與氫元素以原子個(gè)數(shù)比12化合形成常用作火箭燃料的化合物W,Q與W發(fā)生氧化還原反應(yīng),生成X單質(zhì)和T的另一種氫化物,寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式_。解析:由表中信息可知:T為氧元素,X為氮元素,Y為鈉元素,Z為Al元素。Na比Al金屬性強(qiáng),相關(guān)實(shí)驗(yàn)事實(shí)為:與水反應(yīng)Na比Al劇烈;最高價(jià)氧化物水化物的堿性NaOH比Al(OH)3強(qiáng)。上述元素中,由其中兩種元素形成的既有離子鍵又有非極性共價(jià)鍵的物質(zhì)常見(jiàn)的是Na2O2。氧元素與氫元素形成的原子個(gè)數(shù)比為11的化合物Q是H2O2。氮元素與氫元素形成的原子個(gè)數(shù)為12的化合物是N2H4,兩者反應(yīng)可生成N2和H2O。答案:(1)
23、 (2)Nac、d(3)Na2O2(4)N2H42H2O2=N24H2O19(1)某元素原子的核電荷數(shù)是電子層數(shù)的5倍,其質(zhì)子數(shù)是最外層電子數(shù)的3倍,該元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖是_。(2)已知某粒子的結(jié)構(gòu)示意圖為:試回答:當(dāng)xy10時(shí),該粒子為_(kāi)(填“原子”、“陽(yáng)離子”或“陰離子”)。當(dāng)y8時(shí),粒子可能為(填名稱)_、_、_、_、_。寫出y3與y7的元素最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物發(fā)生反應(yīng)的離子方程式_。解析:(1)設(shè):核電荷數(shù)質(zhì)子數(shù)a,元素原子的電子層數(shù)為x,最外層電子數(shù)為y,依題意:a5x,a3y,則5x3y,x3y/5。因原子的最外層電子數(shù)不超過(guò)8,即y為18的正整數(shù),故僅當(dāng)y5,x3合理,該元素
24、的核電荷數(shù)為15。(2)當(dāng)xy10時(shí),x10y,說(shuō)明核電荷數(shù)等于核外電子數(shù),所以該粒子應(yīng)為原子;當(dāng)y8時(shí),應(yīng)為有18個(gè)電子的粒子,所以可能為氬原子、氯離子、硫離子、鉀離子、鈣離子;y3時(shí)為鋁原子、y7時(shí)為氯原子,其最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物分別為氫氧化鋁和高氯酸,反應(yīng)的離子方程式為Al(OH)33H=Al33H2O。答案:(1) (2)原子氬原子氯離子硫離子鉀離子鈣離子Al(OH)33H=Al33H2O20. A、B、C、D為原子序數(shù)小于18的四種元素:A的原子的電子層數(shù)等于最外層電子數(shù);A與B處于同一周期,B與D可形成離子化合物D2B,該化合物的水溶液顯堿性;C的離子核內(nèi)質(zhì)子數(shù)與核外電子數(shù)之和為18;A、C、D三種元素的
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