专题8 金属和金属材料 练习题
一、单选题
1.归纳总结是学习化学的重要方法之一、下列选项正确的是
A.溶液的pH:
B.金属活动性:
C.空气中气体的体积分数:
D.地壳中元素的含量:
2.木炭还原氧化铜和一氧化碳还原氧化铜的实验装置如图所示。下列说法不正确的是
A.两个实验中都可以看到澄清的石灰水变浑浊
B.两个实验中碳元素的化合价均发生改变
C.两个实验中都可以观察到红色固体变为黑色
D.两个实验分别是利用了木炭、一氧化碳的还原性
3.下列关于金属材料的说法中正确的是( )
A.铝制品表面应常用钢刷擦洗 B.钢因为比生铁的含碳量高,所以应用范围广
C.焊锡(锡铅合金)的熔点低,常用来焊接金属 D.可用铁桶盛装硫酸铜溶液配制农药波尔多液
4.下列除杂方案不正确的是(括号内为杂质)
A.Cu(Fe):加入稀硫酸,过滤 B.N2(O2):通过红热的铜
C.H2(H2O):通入浓硫酸 D.CO2(HCl):通入NaOH溶液
5.对下列生活中的现象或做法解释不合理的是( )
选项 现象或做法 解释
A 用洗洁精洗去餐盘上的油渍 洗洁精能乳化油渍
B 油锅着火用锅盖盖灭 使可燃物与空气隔绝
C 物体的热胀冷缩 分子随温度升高而变大
D 铝制品比铁制品更耐腐蚀 铝表面易形成致密氧化膜
A.A B.B C.C D.D
6.图表资料可以为我们提供很多信息.下列从图表中获取的信息不正确的是
A.从元素周期表中查找原子序数
B.根据金属活动性顺序表,判断金属材料是否容易被盐酸腐蚀
C.根据某元素的原子结构示意图可判断该元素原子核内中子的数目
D.从空气质量报告中查阅空气质量级别和首要污染物
7.下列实验设计不能达到相应实验目的的是
选项 实验目的 实验设计
A 鉴别H2O2溶液和H2O 分别加入MnO2粉末
B 检验CO中是否含有CO2 通入澄清的石灰水
C 除去H2中混有的少量CO 通过灼热的CuO粉末
D 除去Cu粉中的Fe粉 用磁铁吸引
A.A B.B C.C D.D
8.现有质量相等的甲、乙、丙三种金属,分别放入三份溶质质量分数相同的足量稀硫酸中,生成氢气的质量与反应时间的关系如图所示(已知甲、乙、丙在生成物中均显+2价)。则下列说法错误的是
A.完全反应所需时间:丙>甲>乙 B.生成氢气的质量:甲>乙>丙
C.相对原子质量:乙>丙>甲 D.消耗硫酸的质量:甲>乙>丙
9.实验是进行科学探究的重要方式,规范的实验操作是安全进行实验的保证。下列实验操作中,不正确的是
A.进行过滤实验操作时,用玻璃棒引流
B.稀释浓硫酸时,将浓硫酸缓慢注入盛水的烧杯中
C.做铁丝在氧气中的燃烧实验时,预先在集气瓶底铺一层细沙
D.实验室模拟工业炼铁时,先点燃酒精喷灯,再通入CO
10.推理和分析是化学常用的思维方法,下列说法正确的是( )
A.中和反应的实质是H+和OH﹣反应生成水
B.一般情况下,合金的熔点和硬度都比组成合金的纯金属高
C.碱的溶液能使酚酞变红,能使酚酞溶液变红的溶液一定是碱的溶液
D.实验室用KClO3、H2O2溶液制氧气的催化剂都是二氧化锰,故化学反应只能用二氧化锰作催化剂
11.下列图示体现了人类利用金属材料丰富和改善人类生活的是
A.①②③④⑤ B.①③④⑤ C.①③⑤ D.①②③⑤
12.下列有关叙述正确的是
A.原子核是由质子和中子构成的,所以所有原子的原子核都含有质子和中子
B.常见的铁合金有生铁和钢,其中钢的含碳量比生铁的高
C.石墨具有滑腻感,因此石墨可以做铅笔芯
D.喝了汽水会打嗝,因为温度升高,气体的溶解度减小
二、填空题
13.铬(Cr)是银白色有光泽的金属,含铬、镍铁的合金称为不锈钢,具有极强的抗腐蚀性。
(1)生铁和钢是使用最多的金属材料,二者性能不同的原因是 。
(2)已知铬能与稀盐酸反应生成+2价铬的化合物,请写出该反应的化学方程式 。
(3)铬桶可以盛装AlCl3溶液不能盛装稀硫酸,则金属活动性Cr (选填“>”或“<”)Al。根据上述信息,不能证明Zn和Cr的活动性强弱的试剂组是 (填序号)。
A Zn、Cr、稀硫酸 B Cr、ZnSO4溶液 C Cu、ZnSO4溶液、CrSO4溶液
14.一种紫红色金属,在空气中加热,表面生成黑色固体: .
15.请用所学化学知识解释下列原理。
(1)走进快餐店,同学们一定注意到,现在使用的方便碗大都是易降解的塑料为原料做成的,这样做主要是解决 问题
(2)走进自行车棚,发现车棚上的铁管上面刷了一层“银粉漆”,漆中的铝粉能够很好地防止铁生锈,这是因为 (用化学方程式表示,下同)
(3)走进实验室,你会发现废干电池的金属外壳与稀硫酸可以制出氢气,产生氢气的原理是 ;
(4)走进厨房,你会发现煤气罐被方便、价廉的管道天然气代替了,天然气的主要成分在空气中充分燃烧的化学方程式为 。
16.金属材料的使用有效地改善了人们的生产、生活。
(1)下列生活用品中,主要利用金属导热性的是________(填序号)。
A.铜导线 B.黄金饰品 C.铁锅
(2)将铁粉放入硝酸铜和硝酸银的混合溶液中,充分反应,过滤。
① 滤液中一定含有的物质(除水外)为 ;
② 向滤渣中加入稀盐酸,观察到无气泡产生,则滤渣中可能含有 。
(3)早在春秋战国时期,古代人民已经开始炼铁。赤铁矿(主要成分Fe2O3)与焦炭在高温条件下反应生成铁和二氧化碳,反应的化学方程式为 ;把烧红的生铁放在铁砧上反复捶打可以使生铁转化为钢,这样做的目的是降低生铁中 的含量。
17.判断下列大小或强弱关系,并用“>”、“<”或“=”填空:
(1)金属活动性:锌 铜;
(2)热稳定性:碳酸钙 碳酸氢铵;
(3)浓硫酸的质量分数为 A,敞口一段时间后,溶质质量分数为 B,则 A B;
(4)相同条件下的挥发性:稀盐酸 浓盐酸。
18.成语“百炼成钢”的化学含义是将反复烧红的生铁在空气中不断锤打,转化为钢。请写出其中重要的化学方程式:
三、实验题
19.探究空气中氧气含量的方法很多,下图是测定空气中氧气含量的装置图,结合图示探究有关问题。
(1)图一实验中玻璃管内发生反应的化学方程式为 。
(2)图一实验前、后,在读取数据时,小气球需保持的状态是 。
(3)图一实验过程中不断推拉注射器活塞的目的是 。
(4)在图一实验中,根据下表提供的数据,完成下表
硬质玻璃管中空气的体积 反应前注射器中气的体积 反应后注射器中气的体积 实验测得空气中氧气的体积百分数
30mL 25mL mL 20%
(5)图一实验中若装置气密性良好,实验所测得氧气的含量偏小的原因可能是:
① ;② 。
(6)某同学采用如下方法检验图二装置的气密性:在注射器A和B中分别吸入10mL的空气,按图所示连接好玻璃管,缓缓将注射器B中的空气由10mL推至5mL,此时注射器A中的空气由 mL变为 mL,说明装置气密性良好。
(7)小明同学设计如图装置测定空气中氧气含量,实验步骤如下(装置气密性良好,部分操作已略去,白磷足量,燃烧匙底部有小孔)。
①打开止水夹a、b,向集气瓶中缓慢通入一定量的空气,使盛有白磷的燃烧匙在水面上方,测得进入量筒中水的体积为V1。
②关闭止水夹a、b,用强光照射引燃白磷。
③白磷熄灭并冷却至室温,打开b,看到的现象是 ,测得量筒内剩余水的体积是V2。
④根据实验记录V1、V2,得出空气中氧气的体积分数的计算式是 。
(8)已知镁不仅能在氧气中燃烧还能在氮气中燃烧生成氮化镁,已知氮化镁中氮元素显-3价,请你写出镁在氮气中燃烧的化学方程式 。你认为镁是否可以用于测定空气中氧气的含量,为什么? 。
20.用下图实验(夹持仪器略去)验证可燃物燃烧条件,并测定空气中氧气的含量。
已知:白磷的着火点为 40℃,红磷的着火点为 240℃。
(1)该实验利用的铜的性质是 。
(2)加热铜丝一段时间后,观察到白磷燃烧、红磷不燃烧,说明可燃物燃烧需要的条件是 。
(3)已知集气瓶的容积为 500 mL,若能成功测定空气中氧气的含量,量筒内减少的水的体积 是 (填序号)。
a.320 mL b.80 mL c.20 mL d.100 mL
四、计算题
21.为探究生铁中铁的质量分数,现将23 g的生铁投入到盛有160 g稀盐酸的烧杯中,恰好完全反应(化学方程式:Fe + 2HCl=FeCl2 + H2↑;其它成分不反应),测得烧杯中剩余物质的质量为182.2 g。
(1)根据质量守恒定律,反应生成氢气的质量是 g。
(2)计算原稀盐酸中溶质的质量分数。
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.A
【详解】A、氯化氢的水溶液是稀盐酸,显酸性,pH<7;氯化钠溶液呈中性,pH=7;氢氧化钠溶液显碱性,pH>7,故溶液的pH由小到大依次为HCl、NaCl、NaOH,选项说法正确;
B、由金属的活动性顺序可知,金属的活动性由强到弱为K、Na、Mg、Zn,选项说法错误;
C、根据空气中各成分的体积分数:按体积计算,大约是:氮气占78%、氧气占21%、稀有气体占0.94%、二氧化碳占0.03%、其它气体和杂质占0.03%,空气中气体的体积分数由大到小的排列顺序是氮气、氧气、二氧化碳,选项说法错误;
D、地壳含量较多的元素(前四种)按含量从多到少的排序为:氧、硅、铝、铁,选项说法错误;
故选A。
2.C
【详解】A、木炭与氧化铜在高温条件下生成铜和二氧化碳,一氧化碳与氧化铜在加热条件下生成铜和二氧化碳,两者都有二氧化碳生成,二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,说法正确,不符合题意;
B、、,第一个化学方程式碳单质的化合价为0,生成物二氧化碳中碳元素的化合价为+4价;第二个化学方程式一氧化碳中碳元素的化合价为+2价,生成物二氧化碳中碳元素化合价为+4价,两个实验中碳元素的化合价均发生改变,说法正确,不符合题意;
C、木炭与氧化铜在高温条件下生成铜和二氧化碳,一氧化碳与氧化铜在加热条件下生成铜和二氧化碳,氧化铜是黑色固体,铜是红色固体,两个实验中都可以观察到黑色固体变为红色,说法错误,符合题意;
C、木炭与氧化铜在高温条件下生成铜和二氧化碳,一氧化碳与氧化铜在加热条件下生成铜和二氧化碳,木炭和一氧化碳在高温条件下可以夺走氧化铜中的氧元素是还原剂,具有还原性,两个实验分别是利用了木炭、一氧化碳的还原性,说法正确,不符合题意;
答案C。
3.C
【详解】A.在常温下,铝能与氧气反应生成致密的氧化铝保护膜,但是用钢刷擦洗铝制品表面,会破坏铝表面的氧化铝保护膜,故错误;
B.钢的性能比生铁优良,生铁是含碳量为2%~4.3%的铁合金,钢是含碳量为0.03%~2%的铁合金,钢的含碳量比生铁低,故错误;
C.锡铅合金熔点低,可用于焊接金属,故正确;
D.配制波尔多液需要用到硫酸铜,铁能与硫酸铜反应,生成铜和硫酸亚铁,所以不能用铁桶盛装农药波尔多液,故错误。
故选:C。
4.D
【详解】A、铁能与稀硫酸反应生成氯化亚铁和氢气,铜不与稀硫酸反应,能除去杂质且没有引入新的杂质,符合除杂原则,故选项所采取的方法正确;
B、氧气通过灼热的铜网时可与铜发生反应生成氧化铜,而氮气不与铜反应,能除去杂质且没有引入新的杂质,故选项所采取的方法正确;
C、浓硫酸具有吸水性,且浓硫酸不与氢气反应,能除去杂质且没有引入新的杂质,符合除杂原则,故选项所采取的方法正确;
D、CO2和HCl气体均能与NaOH溶液反应,不但能把杂质除去,也会把原物质除去,不符合除杂原则,故选项所采取的方法错误。
故选D。
5.C
【详解】A、洗洁精能乳化油渍,所以用洗洁精洗去餐盘上的油渍,故A选项正确;
B、油锅着火用锅盖盖灭,是因为盖上锅盖使可燃物与空气隔绝从而达到灭火的目的,故B选项正确;
C、热胀冷缩是因为分子间隔随温度升高而变大,随温度降低而变小,分子大小不变,故C选项错误;
D、铝在空气中与氧气反应生成一层致密的氧化铝薄膜,所以铝制品比铁制品更耐腐蚀,故D选项正确。
故选C。
6.C
【详解】A、根据元素周期表,可以查出元素的元素符号、原子序数、相对原子质量等,故选项说法正确;
B、根据金属活动顺序,位于氢前面的金属能置换出盐酸、稀硫酸中的氢,所以根据金属活动顺序可以判断金属材料是否容易被盐酸腐蚀,故选项说法正确;
C、根据某元素的原子结构示意图,可知该原子的质子数、核外电子数、电子层数等,无法获得原子核内中子的数目,故选项说法错误;
D、根据空气质量报告,可查阅空气的质量级别、空气的首要污染物等,故选项说法正确。
故选C。
7.C
【详解】A、过氧化氢在二氧化锰催化作用下生成水和氧气,有气泡冒出,水中加入二氧化锰无明显现象,可以鉴别,故A正确;
B、二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,一氧化碳不能,检验CO中是否含有CO2,通入澄清的石灰水,看是否变浑浊,故B正确;
C、氢气和氧化铜加热生成水和铜,一氧化碳和氧化铜加热生成铜和二氧化碳,把原物质除去了,故C不正确;
D、铁粉能被磁铁吸引,铜粉不能,除去Cu粉中的Fe粉,用磁铁吸引,故D正确。故选C。
8.C
【详解】A、由题意甲、乙、丙三种金属分别与三份溶质质量分数相同的足量稀硫酸反应,金属完全反应,根据生成氢气的质量与反应时间的关系图可知,金属乙反应的氢气质量最先达到最大值,其次是金属甲,最后是金属丙,即金属乙最先反应完,其次是金属甲,金属丙最后反应完,因此完全反应所需时间的关系为丙>甲>乙,A选项说法正确,不符合题意;
B、如图所示曲线平行于x轴时,生成的氢气质量达到最大值,三种金属生成氢气的质量甲最大,其次是乙,最小的是丙,即生成氢气的质量甲>乙>丙,B选项说法正确,不符合题意;
C、由题意已知甲、乙、丙在生成物中均显+2价,若金属元素的符号为M,与稀硫酸反应的通式为,设金属的相对原子质量为,金属的质量为,生成氢气的质量为,根据方程式可知,则有,已知甲、乙、丙三种金属的质量相等,则金属的相对原子质量与生成氢气的质量成反比,如图所示生成氢气的质量关系为甲>乙>丙,三种金属的相对原子质量关系为甲<乙<丙,C选项说法错误,符合题意;
D、由题意已知甲、乙、丙在生成物中均显+2价,若金属元素的符号为M,与稀硫酸反应的通式为,由方程式可知生成的氢气中的氢元素全部来自于硫酸,根据质量守恒定律元素守恒,生成的氢气质量越大,消耗的硫酸质量越大,如图所示生成氢气的质量关系为甲>乙>丙,消耗硫酸的质量关系为甲>乙>丙,D选项说法正确,不符合题意。故选C。
9.D
【详解】A、过滤时用玻璃棒引流是为了防止液体溅出来,实验操作正确;
B、浓硫酸溶于水时,会释放出大量的热量,在稀释浓硫酸时,一定要把浓硫酸沿容器壁慢慢注入水里,并不断搅拌;切不可将水倒进浓硫酸里,实验操作正确;
C、集气瓶底预先铺上一层细沙或放少量的水,防止高温生成物溅落下来炸裂集气瓶底,实验操作正确;
D、在给氧化铁加热时,要先通入一氧化碳气体后加热,其目的是排尽装置中的空气,防止加热发生爆炸,实验操作错误。
故选D。
10.A
【详解】A、中和反应的实质是H+和OH﹣结合生成水,故正确;
B、一般情况下合金的熔点比组成合金的纯金属低,硬度比组成合金的纯金属高,故错误;
C、碱溶液能使酚酞溶液变红,能使酚酞溶液变红的溶液不一定是碱,也可能是碳酸钠等盐溶液,故错误;
D、过氧化氢制氧气不是只能用二氧化锰做催化剂,硫酸铜溶液、氧化铜等也可以作催化剂,故错误。故选A。
11.C
【详解】金属材料包括纯金属和合金,青铜器属于合金,单晶硅是非金属,铁锅是铁的合金,石墨是非金属,金首饰是金属,故选C。
12.D
【详解】A、原子核是由质子和中子构成的,但是不是所有原子的原子核都含有质子和中子,如氢原子,故说法错误;
B、常见的铁合金有生铁和钢,其中钢的含碳量比生铁的低,故说法错误;
C、石墨具有质软,因此石墨可以做铅笔芯,故说法错误;
D、喝了汽水会打嗝,说明温度升高,气体的溶解度减小,故说法正确。
故选D。
13. 含碳量不同 Cr+2HCl=CrCl2+H2↑ < C
【分析】本题考查了金属的性质以及金属活动性顺序表的应用。
【详解】(1)生铁和钢的性能区别原因是两者的含碳量不同。
(2)铬与稀盐酸反应生成二氯化铬和氢气,反应方程式为:Cr+2HCl=CrCl2+H2↑。
(3)铬能盛放氯化铝溶液,说明铬不能置换出氯化铝溶液中的铝,所以铬的金属活动性小于铝;铬不能盛放稀硫酸,说明铬与稀硫酸反应生成氢气,铬的活动性大于氢。
A、Zn和Cr分别与稀硫酸反应,观察生成氢气速度,即可判断出Zn和Cr的活动性强弱,正确,不符合题意;
B、观察Cr是否可以置换出ZnSO4溶液里的Zn从而得出结论:若可以置换,则活动性Cr>Zn;若不可置换,则活动性CrC、Cu的活动性小于氢,所以Cu不能置换ZnSO4溶液里的Zn,也不能置换CrSO4溶液里的Cr,无法判断Zn和Cr的活动性强弱,错误,符合题意。
故选C。
14.
【详解】铜是一种紫红色金属,在空气中加热,表面生成黑色固体氧化铜,反应的化学方程式为:。
15. 白色污染
【详解】(1)走进快餐店,现在使用的方便碗大都是易降解的塑料为原料做成的,这样做主要是解决白色污染问题,因为一般的聚乙烯塑料自然状态下难以分解,易造成土壤、水体污染。
(2)走进自行车棚,发现车棚上的铁管上面刷了一层“银粉漆”,漆中的铝粉能够很好地防止铁生锈,这是因为铝与氧气反应生成氧化铝,而致密的氧化铝层可以隔绝水汽和氧气锈蚀内层的铁,方程式为 。
(3)废干电池的金属外壳与稀硫酸可以制出氢气,产生氢气的原理是 锌与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气,方程式为 。
(4)天然气的主要成分甲烷在空气中充分燃烧生成二氧化碳和水,化学方程式为 。
16.(1)C
(2) 硝酸亚铁/Fe(NO3)2 Cu
(3) 碳/C
【详解】(1)A、铜导线利用的是铜的导电性,不符合题意;
B、黄金饰品利用了黄金的延展性和外观,不符合题意;
C、铁锅利用了铁的延展性和导热性,符合题意。
故选C。
(2)①将铁放入硝酸铜和硝酸银的混合溶液中,由于金属活动性顺序:Fe>Cu>Ag,铁先与硝酸银反应生成银和硝酸亚铁,后与硝酸铜反应生成铜和硝酸亚铁,则充分反应后,滤液中的溶质一定含有硝酸亚铁,可能含有硝酸铜和硝酸银。
②由于金属活动性顺序:Fe>(H)>Cu>Ag,则只有铁能与盐酸反应,若没有气泡产生,则说明滤渣中一定不含铁,一定含有银,可能含有铜。
(3)氧化铁和碳在高温条件下反应生成铁和二氧化碳,反应的化学方程式为;
生铁中的含碳量为2%~4.3%,钢中的含碳量为0.03%~2%,则将生铁转化为钢,降低生铁中碳的含量。
17. > > > <
【详解】(1)金属活动性顺序表中,锌位于铜之前,故填:>。
(2)碳酸钙高温分解,碳酸氢铵常温下就分解,故热稳定性,碳酸钙>碳酸氢铵,故填:>。
(3)浓硫酸具有吸水性,敞口一段时间后,溶质质量分数变小,故填:>。
(4)盐酸浓度越高挥发性越强,故填:<。
18.
【详解】生铁和钢的主要区别在于含碳量不同,钢的碳含量低,生铁的含碳量高,生铁在空气中锤打,目的是让碳和氧气反应生成二氧化碳,从而降低含碳量。所以其中重要的化学方程式为。
19.(1)
(2)瘪的状态
(3)使氧气充分反应
(4)14
(5) 铜粉量不足; 没有冷却到室温读数(合理即可)
(6) 10 15
(7) 量筒内的水倒吸进入集气瓶(或水倒吸进入瓶中)
(8) 不可以,因为镁不仅和氧气反应还能和氮气反应,无法测定氧气的含量
【详解】(1)图一实验中玻璃管内发生反应为铜和氧气在点燃的条件下反应生成氧化铜,该反应的化学方程式为:;
(2)图一实验前、后,在读取数据时,小气球需保持的状态是瘪的状态,防止气球中存有气体,影响实验结果;
(3)图一实验过程中不断推拉注射器活塞的目的是:使氧气充分反应,防止影响实验结果;
(4)注射器中气体减少的体积为消耗氧气的体积,设反应后注射器中气体的体积为x,则,x=14mL;
(5)实验所测得氧气的含量偏小,可能是铜粉的量不足,不能将氧气完全耗尽,也可能是未冷却到室温就读数,气体受热膨胀,占据了一定的体积;
(6)检验图二装置的气密性:在注射器A和B中分别吸入10mL的空气,按图所示连接好玻璃管,缓缓将注射器B中的空气由10mL推至5mL,压强增大,如果气密性良好,此时注射器A中的空气由10mL变为15mL;
(7)③白磷燃烧,消耗氧气,完全反应后,逐渐冷却至室温,由于消耗了氧气,装置内压强减小,故打开b,看到的现象是:量筒内的水倒吸进入集气瓶;
④集气瓶中空气的体积为V1,量筒内减少的水的体积为消耗氧气的体积,故消耗氧气的体积为V1-V2,故空气中氧气的体积分数为:
(8)氮化镁中镁元素显+2价,氮元素显-3价,故氮化镁的化学式为:Mg3N2,镁在氮气中燃烧生成氮化镁,该反应的化学方程式为:;
镁不仅能与空气中的氧气反应,还能与空气中的氮气反应,故镁不能用于测定空气中氧气的含量。
20.(1)导热性
(2)温度达到着火点
(3)b
【详解】(1)金属具有导热性,该实验利用的铜的性质是导热性,故填:导热性。
(2)白磷的着火点为 40℃,红磷的着火点为 240℃,加热铜丝一段时间后,观察到白磷燃烧、红磷不燃烧,说明可燃物燃烧需要的条件是温度达到着火点,故填:温度达到着火点。
(3)空气中氧气体积约为空气体积的五分之一,已知集气瓶的容积为 500 mL,含有100mL水,氧气体积,故反应结束,量筒内减少的水的体积是80mL,故选:b。
21.(1)0.8
(2)解:设氯化氢质量为x。
稀盐酸中溶质的质量分数
答:稀盐酸中溶质的质量分数质量分数18.25%。
【详解】(1)生成氢气质量23g+160g-182.2g=0.8g,故填:0.8。
(2)见答案
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