4.1.3 原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì) 課件 高一上學(xué)期化學(xué)人教版(2019)必修第一冊_第1頁
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文檔簡介

第3課時(shí)原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì)【課程目標(biāo)】以第ⅠA族、第ⅦA族為例,通過探究認(rèn)識同主族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律,并能用原子結(jié)構(gòu)理論加以解釋,培養(yǎng)“科學(xué)探究”與“證據(jù)推理”的核心素養(yǎng)。內(nèi)容索引01.夯基提能02.素養(yǎng)落實(shí)03.課時(shí)作業(yè)(二十四)知識點(diǎn)一堿金屬元素知識點(diǎn)二鹵族元素題型同主族元素原子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的遞變規(guī)律01.夯基提能知識點(diǎn)一堿金屬元素【知識銜接】

(1)原子結(jié)構(gòu)決定元素的化學(xué)性質(zhì)。(2)1.堿金屬元素:第ⅠA族除H之外的元素。2.堿金屬元素的原子結(jié)構(gòu)【師說·助學(xué)】填寫下表中的信息,并思考和討論下列問題。元素名稱鋰鈉鉀銣銫元素符號______________________________原子結(jié)構(gòu)示意圖__________________原子半徑/nm0.1520.1860.2270.2480.265LiNaKRbCs在周期表中,(1)從上往下,堿金屬元素原子的核電荷數(shù)、原子半徑如何變化?(2)從上往下,堿金屬元素的原子核外電子排布有什么特點(diǎn)?從哪一點(diǎn)能推斷出堿金屬元素的性質(zhì)具有相似性?答案:從上往下,堿金屬元素原子的核電荷數(shù)依次增加、原子半徑逐漸增大。答案:從上往下,堿金屬元素原子的電子層數(shù)依次增加,最外層都只有一個(gè)電子。堿金屬元素原子的最外層電子數(shù)相同,可推測堿金屬元素的化學(xué)性質(zhì)相似。3.堿金屬元素單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)——教材探究【知識銜接】

鈉元素的原子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)鈉原子最外層只有1個(gè)電子,易失去;鈉是活潑金屬,具有強(qiáng)還原性,易與O2、H2O等多種物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)?!拘再|(zhì)預(yù)測】通過鈉的化學(xué)性質(zhì),再結(jié)合鋰、鈉和鉀的原子結(jié)構(gòu)特點(diǎn),可推知鋰、鉀也可以與氧氣、水、酸溶液等物質(zhì)反應(yīng);Li、Na、K金屬活潑性依次增強(qiáng)。【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】

鉀與氧氣反應(yīng)鉀與水反應(yīng)實(shí)驗(yàn)操作從上到下,儀器名稱依次為坩堝、泥三角、三腳架

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象產(chǎn)生紫色火焰(透過藍(lán)色鈷玻璃觀察),鉀燃燒比鈉更劇烈鉀浮在水面上;迅速熔成閃亮的小球四處游動;反應(yīng)劇烈,有輕微爆炸聲并著火燃燒;滴入酚酞,溶液變紅化學(xué)方程式K+O2KO2______________________實(shí)驗(yàn)結(jié)論鉀能分別與O2、H2O反應(yīng),且鉀比鈉更活潑2K+2H2O===2KOH+H2↑

(2)堿金屬元素性質(zhì)的相似性與遞變性4.堿金屬元素單質(zhì)的物理性質(zhì)(1)相似性和遞變性(2)個(gè)性特點(diǎn):銫略帶________色光澤;鋰的密度比煤油的小;鈉的密度比鉀大。實(shí)驗(yàn)室中,鈉、鉀保存在煤油中,鋰保存在液體石蠟中銀白色較小降低金即學(xué)即練1.正誤判斷,錯(cuò)誤的說明原因。(1)Li、Na、K在空氣中燃燒均生成過氧化物:____________________________________________________________。(2)堿金屬元素原子隨核電荷數(shù)增加,其單質(zhì)與水反應(yīng)越來越劇烈:____________________________________________________________。(3)可以通過鈉和氯化鋰溶液反應(yīng),判斷鈉和鋰元素的金屬性:____________________________________________________________。(4)堿金屬元素在自然界中都以化合態(tài)形式存在:________________。錯(cuò)誤。Li、K在空氣中燃燒分別生成Li2O、KO2。正確。錯(cuò)誤。鈉遇氯化鋰溶液,發(fā)生鈉與水的反應(yīng),無法判斷鈉和鋰元素的金屬性。正確2.鋰(Li)是世界上最輕的金屬,它屬于堿金屬的一種,下列說法正確的是(

)A.和Li同一主族的都是金屬元素B.Na+比Li多一個(gè)電子層C.Li、Na、K+的最外層都只有一個(gè)電子D.Li是堿金屬元素中原子半徑最小的元素答案:D知識點(diǎn)二鹵族元素1.鹵族元素:簡稱鹵素,是典型的非金屬元素,它們在自然界中都以________存在。2.鹵素單質(zhì)的物理性質(zhì)

F2Cl2Br2I2顏色、常態(tài)________色氣體________色氣體________色液體________色固體密度逐漸________熔、沸點(diǎn)逐漸________溶解性在水中溶解度小(F2與H2O反應(yīng)),在有機(jī)溶劑中溶解度大化合態(tài)淡黃綠黃綠深紅棕紫黑增大升高【特別提醒】熟記鹵素單質(zhì)的特殊性(1)在常溫下,Br2是唯一的液態(tài)非金屬單質(zhì)常用于元素推斷。,易揮發(fā)。實(shí)驗(yàn)室中將溴單質(zhì)密封保存,并加水液封以減少揮發(fā)(2)碘為紫黑色固體,易升華,淀粉遇I2變藍(lán)。3.鹵族元素的原子結(jié)構(gòu)(1)相似性:最外層電子數(shù)均有________個(gè)。(2)遞變性:隨核電荷數(shù)的增加,電子層數(shù)依次________,原子半徑依次________。7增加增大

爆炸

【結(jié)論】從F2到I2,與H2化合越來越________,生成的氫化物穩(wěn)定性逐漸________,元素的非金屬性逐漸________。(2)鹵素單質(zhì)間的置換反應(yīng)——教材實(shí)驗(yàn)4-1實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象離子方程式氯水滴入KBr溶液中溶液由無色變?yōu)槌赛S色______________________________氯水滴入KI溶液中溶液由無色變?yōu)楹稚玙_____________________________溴水滴入KI溶液中溶液由無色變?yōu)楹稚玙____________________________難減弱減弱2Br-+Cl2===Br2+2Cl-2I-+Cl2===I2+2Cl-2I-+Br2===I2+2Br-【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】氧化性____________,還原性____________。【師說·助學(xué)】

F2通入水中會劇烈反應(yīng),且有另一種單質(zhì)氣體生成,請根據(jù)氧化還原反應(yīng)理論寫出上述反應(yīng)的化學(xué)方程式。Cl2>Br2>I2Cl-<Br-<I-答案:2F2+2H2O===4HF+O25.鹵素性質(zhì)的遞變規(guī)律及原因從F→I,電子層數(shù)依次增多,原子半徑依次增大,原子核對最外層電子的吸引力逐漸________,原子得電子的能力逐漸________,非金屬性逐漸________?!練w納總結(jié)】同主族元素的相似性和遞變性減小減弱減弱即學(xué)即練1.正誤判斷,錯(cuò)誤的說明原因。(1)從F到I,鹵族元素氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性逐漸增強(qiáng):__________________________________________________。(2)鹵素單質(zhì)隨原子序數(shù)的遞增,密度逐漸增大:________________。(3)F2、Cl2、Br2與H2O反應(yīng)的原理相同:____________________________________________________________。(4)F-、Cl-、Br-的還原性依次增強(qiáng):_________________________。錯(cuò)誤。從F到I,鹵族元素氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性逐漸減弱。正確錯(cuò)誤。Cl2、Br2與H2O反應(yīng)的原理相同,F(xiàn)2與H2O發(fā)生反應(yīng)2F2+2H2O===4HF+O2正確2.[2024·廣東華僑中學(xué)高一段考]已知鹵素單質(zhì)的氧化性強(qiáng)弱為Cl2>Br2>I2,排在前面的鹵素單質(zhì)可將排在后面的鹵素從它的鹽溶液中置換出來,如Cl2+2NaBr===2NaCl+Br2。下列說法或化學(xué)方程式不成立的是(

)A.Cl2與I-在水溶液中不能大量共存B.2NaF+I(xiàn)2===2NaI+F2C.還原性:Cl-<Br-<I-D.少量Cl2通入到NaBr和NaI的混合溶液中,Cl2優(yōu)先氧化I-答案:B解析:由氧化性:Cl2>I2可知,Cl2與I-在水溶液中會發(fā)生反應(yīng)生成I2和Cl-,不能大量共存,A正確;由氧化性:F2>I2可知,2NaF+I(xiàn)2===2NaI+F2不能發(fā)生,B錯(cuò)誤;單質(zhì)的氧化性越強(qiáng),對應(yīng)陰離子的還原性越弱,由氧化性:Cl2>Br2>I2可知,還原性:Cl-<Br-<I-,C正確;少量Cl2通入到NaBr和NaI的混合溶液中,由于還原性:Br-<I-,Cl2優(yōu)先氧化I-,再氧化Br-,D正確。3.在硬質(zhì)玻璃管中的A、B、C處依次放置浸有KBr溶液、KI溶液、淀粉溶液的三個(gè)棉球(如圖所示)。由左端導(dǎo)入Cl2,在B處加熱,可觀察到A處棉球呈________色,B處棉球呈現(xiàn)________色,C處棉球呈________色。將試管冷卻后,在B、C之間的玻璃管內(nèi)壁上有________色的________,這是因?yàn)開___________________。紅棕紫紅藍(lán)紫黑固體碘蒸氣冷凝為固體解析:非金屬性Cl>Br>I,則單質(zhì)的氧化性Cl2>Br2>I2,Cl2與KBr溶液、KI溶液反應(yīng)分別生成Br2和I2。02.素養(yǎng)落實(shí)題型

同主族元素原子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的遞變規(guī)律例

[2024·海南??诟咭黄谀類比遷移的思維方法可以預(yù)測許多物質(zhì)的性質(zhì)。但類比是相對的,不能違背客觀事實(shí)。下列類比遷移結(jié)果正確的是(

)A.因?yàn)镹a在空氣中加熱生成Na2O2,所以Li在空氣中加熱生成Li2O2B.因?yàn)镠Cl是強(qiáng)酸,所以HF也是強(qiáng)酸C.Na和水反應(yīng)生成NaOH和H2,則Fe和水蒸氣反應(yīng)也生成Fe(OH)3和H2D.金屬性:Rb>K>Na,則金屬性:Sr>Ca>Mg答案:D解析:Li在空氣中加熱只能生成Li2O,故A錯(cuò)誤;HF是弱酸,故B錯(cuò)誤;Fe和水蒸氣反應(yīng)生成Fe3O4和H2,故C錯(cuò)誤;同主族從上到下,元素的金屬性逐漸增強(qiáng),故金屬性:Sr>Ca>Mg,故D正確。狀元隨筆在利用好“同主族元素的性質(zhì)具有相似性和遞變性”的同時(shí),還要關(guān)注元素的特性。如堿金屬單質(zhì)與氧氣反應(yīng)的產(chǎn)物、F2與水反應(yīng);特別是單質(zhì)物理性質(zhì)的特殊性?!咀兪窖菥殹?.[2024·內(nèi)蒙古興安盟高一期末]用下列曲線表示鹵族元素的某種性質(zhì)隨核電荷數(shù)的變化趨勢,正確的是(

)答案:A解析:鹵族元素的非金屬性隨著核電荷數(shù)的增加而減弱,A項(xiàng)正確;鹵族元素單質(zhì)的氧化性隨著核電荷數(shù)的增加而減弱,B項(xiàng)錯(cuò)誤;鹵族元素的最簡單氫化物的熱穩(wěn)定性隨著核電荷數(shù)的增加而減弱,C項(xiàng)錯(cuò)誤;鹵族元素單質(zhì)的熔點(diǎn)隨著核電荷數(shù)的增加而升高,D項(xiàng)錯(cuò)誤。2.[2024·天津武清高一期末]已知銣在元素周期表中位于第五周期第ⅠA族。下列說法不正確的是(

)A.銣的原子序數(shù)為37B.銣放到水中會比鈉跟水反應(yīng)更劇烈C.銣的熔沸點(diǎn)比鈉的熔沸點(diǎn)低D.銣的氫氧化物是弱堿答案:D解析:已知銣在元素周期表中位于第五周期第ⅠA族,則為37號元素。銣的原子核內(nèi)有37個(gè)質(zhì)子,則原子序數(shù)為37,A正確;銣的原子半徑大于Na,則失電子能力大于Na,故放到水中會比鈉跟水反應(yīng)更劇烈,B正確;鈉、銣為同主族金屬,且銣原子半徑大于鈉,銣的熔沸點(diǎn)比鈉的熔沸點(diǎn)低,C正確;銣的失電子能力大于Na,則銣的氫氧化物是強(qiáng)堿,D錯(cuò)誤。3.[2024·黔西南州同源中學(xué)高一期末]砹(At)是鹵族元素,對砹及其化合物的敘述,不正確的是(

)A.與H2化合的能力:At2<I2B.砹在常溫下為白色固體C.砹難溶于水,易溶于四氯化碳D.砹原子的最外層有7個(gè)電子答案:B解析:同主族從上到下,單質(zhì)和H2化合越來越不容易,所以與H2化合的能力:At2<I2,故A正確;同主族從上到下,元素的單質(zhì)依次為氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài),且顏色加深,碘為紫黑色固體,則砹是黑色固體,故B錯(cuò)誤;碘易溶于有機(jī)溶劑,微溶于水,則砹易溶于某些有機(jī)溶劑,難溶于水,故C正確;同主族元素原子具有相等的最外層電子數(shù),即砹原子的最外層有7個(gè)電子,故D正確。03.課時(shí)作業(yè)(二十四)題組一堿金屬元素1.(3分)下列不屬于堿金屬單質(zhì)的通性的是(

)A.硬度小、密度小

B.熔點(diǎn)較低C.焰色相同

D.導(dǎo)熱、導(dǎo)電能力強(qiáng)答案:C解析:堿金屬的硬度較小、密度較小,熔點(diǎn)均較低,且導(dǎo)熱、導(dǎo)電能力強(qiáng),但焰色試驗(yàn)中火焰的顏色各不相同。2.(3分)與水反應(yīng)最劇烈的堿金屬是(

)A.鋰

B.鈉

C.鉀

D.銣答案:D解析:鋰、鈉、鉀、銣四種堿金屬,原子序數(shù)依次增大,其單質(zhì)的還原性依次增強(qiáng),與氧氣或水反應(yīng)的劇烈程度依次增強(qiáng),銣與水反應(yīng)最劇烈。3.(3分)鉀和鈉的化學(xué)性質(zhì)相似,下列說法能較好地解釋這個(gè)事實(shí)的是(

)A.原子最外層電子數(shù)相同

B.都是金屬元素C.原子半徑相差不大

D.最高化合價(jià)相同答案:A解析:結(jié)構(gòu)決定性質(zhì),影響金屬化學(xué)性質(zhì)的主要因素是其原子核外電子排布情況,尤其是最外層電子數(shù)。鉀原子和鈉原子的最外層電子數(shù)均為1,故對應(yīng)單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)相似。4.(3分)鉀的下列性質(zhì)與少量的鉀保存在煤油中無關(guān)的是(

)A.單質(zhì)鉀的密度比煤油大

B.可用小刀片切割金屬鉀C.鉀易與空氣反應(yīng)

D.單質(zhì)鉀的還原性很強(qiáng)答案:B解析:鉀沉在煤油中說明其密度比煤油大,A項(xiàng)有關(guān);可用小刀片切割金屬鉀,說明鉀的硬度較小,B項(xiàng)無關(guān);鉀保存在煤油中是為了防止其與空氣中的氧氣、水蒸氣等反應(yīng),C、D項(xiàng)有關(guān)。5.(3分)下列敘述正確的是(

)A.Na在空氣中燃燒會生成Na2O2,故Li在空氣中燃燒也會生成Li2O2B.堿金屬元素是指ⅠA族的所有元素C.在熔融狀態(tài)下,鈉可以從MgCl2中置換出鎂D.Li、Na、K都可以保存在煤油中答案:C解析:Na在空氣中燃燒會生成Na2O2,但Li沒有Na活潑,在空氣中燃燒生成的是Li2O,A項(xiàng)錯(cuò)誤;ⅠA族中氫不屬于堿金屬元素,B項(xiàng)錯(cuò)誤;鈉還原性強(qiáng)于Mg,所以在熔融狀態(tài)下可從MgCl2中置換出鎂,C項(xiàng)正確;Na、K都可以保存在煤油中,Li的密度比煤油小,要保存在石蠟中,D項(xiàng)錯(cuò)誤。題組二鹵族元素6.(3分)某原子的結(jié)構(gòu)示意圖為

,下列關(guān)于該原子的說法不正確的是(

)A.核電荷數(shù)為17 B.核外有3個(gè)電子層C.屬于非金屬元素原子

D.在化學(xué)反應(yīng)中容易失去1個(gè)電子答案:D解析:根據(jù)原子結(jié)構(gòu)示意圖可知核電荷數(shù)是17,A項(xiàng)正確;核外有3個(gè)電子層,B項(xiàng)正確;該元素是氯元素,屬于非金屬元素,C項(xiàng)正確;最外層電子數(shù)是7,在化學(xué)反應(yīng)中容易得到1個(gè)電子達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu),D項(xiàng)錯(cuò)誤。7.(3分)[2024·福建廈門高一期末]已知Br2(溴單質(zhì))與Cl2的化學(xué)性質(zhì)相似,下列關(guān)于Br2的說法不正確的是(

)A.Br2能與H2發(fā)生化合反應(yīng)

B.Br2能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)C.Br2能與水反應(yīng)

D.Br2不能與鐵單質(zhì)反應(yīng)答案:D解析:Br2能與H2發(fā)生化合反應(yīng)生成HBr,A正確;Br2能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成NaBr、NaBrO和H2O,B正確;Br2能與水反應(yīng)生成HBr、HBrO,C正確;由于氧化性Cl2>Br2>Fe3+,因此Br2能與鐵單質(zhì)反應(yīng)生成FeBr3,D錯(cuò)誤。8.(3分)下列關(guān)于鹵素(用X表示)的敘述中,正確的是(

)A.鹵素單質(zhì)與水反應(yīng)均可用X2+H2O===HXO+HX表示B.HX的熱穩(wěn)定性隨鹵素核電荷數(shù)增加而增強(qiáng)C.鹵素單質(zhì)的顏色F2→I2隨相對分子質(zhì)量增大而加深D.鹵素單質(zhì)越活潑,其熔點(diǎn)和沸點(diǎn)就越高答案:C解析:F2與H2O反應(yīng)方程式為2F2+2H2O===4HF+O2,A項(xiàng)錯(cuò)誤;從F到I,非金屬性逐漸減弱,故HX的熱穩(wěn)定性逐漸減弱,B項(xiàng)錯(cuò)誤;鹵素單質(zhì)從F2到I2的顏色為淡黃綠色→黃綠色→深紅棕色→紫黑色,C項(xiàng)正確;鹵素單質(zhì)的活潑性由F2→Cl2→Br2→I2逐漸減弱,熔、沸點(diǎn)依次升高,D項(xiàng)錯(cuò)誤。9.(3分)[2024·廣東惠東高一期末]部分鹵族元素的某種性質(zhì)A隨核電荷數(shù)的變化趨勢如圖所示,則A可能表示(

)A.原子半徑

B.氫化物的穩(wěn)定性C.原子的電子層數(shù)

D.單質(zhì)的密度答案:B解析:從Cl到I,原子半徑逐漸增大,A項(xiàng)不符合題意;從HCl到HI,穩(wěn)定性逐漸減弱,B項(xiàng)符合題意;從Cl到I,原子的電子層數(shù)逐漸增多,C項(xiàng)不符合題意;從Cl2到I2,單質(zhì)的密度逐漸增大,D項(xiàng)不符合題意。10.(3分)[2024·哈爾濱八校高一期末]下列各組物質(zhì)性質(zhì)比較的表示中,不正確的是(

)A.還原性:HF>HCl>HBr>HIB.穩(wěn)定性:HF>HCl>HBr>HIC.氧化性:F2>Cl2>Br2>I2D.與水反應(yīng)由易到難:F2>Cl2>Br2>I2答案:A解析:非金屬性越強(qiáng),離子還原性越弱,同主族從上往下非金屬性減弱,還原性:HF<HCl<HBr<HI,A錯(cuò)誤;非金屬性越強(qiáng),氫化物越穩(wěn)定,同主族從上往下非金屬性減弱,氫化物穩(wěn)定性:HF>HCl>HBr>HI,B正確;非金屬性越強(qiáng),氧化性越強(qiáng),同主族從上往下非金屬性減弱,氧化性:F2>Cl2>Br2>I2,C正確;同主族從上往下非金屬性減弱,與水反應(yīng)由易到難:F2>Cl2>Br2>I2,D正確。【綜合練|選考通關(guān)】11.(3分)[2024·長沙八校高一聯(lián)考]可能存在的第119號元素被稱為“類鈁”,據(jù)元素周期表結(jié)構(gòu)及元素性質(zhì)變化趨勢,有關(guān)“類鈁”的預(yù)測說法正確的是(

)A.“類鈁”在化合物中呈+1價(jià)B.“類鈁”屬于過渡元素,具有放射性C.“類鈁”單質(zhì)的密度小于1g·cm-3D.“類鈁”單質(zhì)有較高的熔點(diǎn)答案:A解析:119號元素應(yīng)位于第八周期ⅠA族,屬于堿金屬元素,類比堿金屬的性質(zhì)可知A項(xiàng)正確。12.(3分)[2024·沈陽高一期末]向含有NaBr和KI的混合溶液中通入過量Cl2,充分反應(yīng)后將溶液蒸干并灼燒所得物質(zhì),最后剩余的固體是(

)A.NaCl和KI B.NaCl、KCl、I2C.KCl和NaBr D.KCl和NaCl答案:D解析:過量的Cl2將I-、Br-從溶液中完全置換出來,在蒸干、灼燒過程中溴揮發(fā)、碘升華,所得固體為NaCl和KCl。此題也可利用Cl2、Br2、I2活潑性強(qiáng)弱用排除法選出D項(xiàng)。13.(4分)現(xiàn)有失去標(biāo)簽的A、B、C、D、E五個(gè)集氣瓶,分別充滿H2、O2、Cl2、HCl、HBr五種氣體中的一種,其中C是黃綠色,A、C混合見光爆炸,C、D混合在瓶壁上出現(xiàn)橙紅色小液滴,E遇潮濕空氣出現(xiàn)白霧,寫出它們的化學(xué)式:A________,B________,C________,D________,E________。H2O2Cl2HBrHCl解析:由已知條件,C是Cl2,A和C混合見光爆炸,A是H2;C、D混合瓶壁上出現(xiàn)橙色小液滴為Br2,則D是HBr,E是HCl,剩余B是O2。14.(12分)某同學(xué)做同主族元素性質(zhì)相似性、遞變性實(shí)驗(yàn)時(shí),自己設(shè)計(jì)了一套實(shí)驗(yàn)方案,并記錄了有關(guān)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象(見下表,表中的“實(shí)驗(yàn)方案”與“實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象”前后不一定是對應(yīng)關(guān)系)。實(shí)驗(yàn)方案實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象①將新制氯水滴加到溴化鈉溶液中,振蕩,靜置A.浮在水面上,熔成小球,不定向移動,隨之消失②將一小塊金屬鈉放入冷水中B.溶液呈淺紫色③將溴水滴加到NaI溶液中,振蕩,靜置C.浮在水面上,熔成

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