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第09讲 镁、铝及其重要化合物（课件）-备战2024年高考化学一轮复习精品课件+讲义+练习（新教材新高考）
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这是一份第09讲 镁、铝及其重要化合物（课件）-备战2024年高考化学一轮复习精品课件+讲义+练习（新教材新高考），共56页。PPT课件主要包含了复习目标，网络构建，知识梳理题型归纳，真题感悟，内容索引，考情分析，PARTONE等内容，欢迎下载使用。
知识梳理 题型归纳
考点要求考题统计考情分析物质的组成、性质、分类2023**卷**题，**分2022**卷**题，**分2021**卷**题，**分……传统文化中的性质与变化2023**卷**题，**分2022**卷**题，**分2021**卷**题，**分
1．镁的原子结构及存在
镁蕴藏量丰富，在宇宙中含量第八，在地壳中含量丰度2%。含镁矿物主要来自白云岩[CaMg(CO3)2]、菱镁矿（MgCO3）、水镁矿[Mg(OH)2]、光卤石（KCl·MgCl2·6H2O）和橄榄石[(Mg,Fe)2SiO4]等。海水、天然盐湖水也是含镁丰富的资源。
具有银白色金属光泽的固体，密度、硬度均较小，熔点较低，有良好的导电、传热和延展性。
稿定PPT，海量素材持续更新，上千款模板选择总有一款适合你
【易错提醒】Mg3N2能与水剧烈反应生成Mg(OH)2沉淀，放出氨气，所以只能在干态下制取。
④与H＋反应：Mg＋2H＋=Mg2＋＋H2↑
③氧化镁用于制耐高温材料；
②镁合金用于制造火箭、导弹和飞机的部件；
④冶金工业上用作还原剂和脱氧剂。
5.镁的工业制备——海水提镁
①由MgCl2·6H2O到无水MgCl2，必须在HCl气流中加热，以防MgCl2水解。
②因镁在高温下能与O2、N2、CO2等气体发生反应，故工业电解MgCl2得到的镁，应在H2氛围中冷却。
知识点2 镁的氧化物MgO
知识点3 镁的氢氧化物Mg(OH)2
知识点4 镁的其他化合物
在水中剧烈水解，其反应的化学方程式为Mg3N2＋6H2O=3Mg(OH)2＋2NH3↑，与酸反应生成两种盐：Mg3N2＋8HCl=3MgCl2＋2NH4Cl。
例1．（2023·浙江舟山·舟山中学统考三模）关于镁的性质，下列说法错误的是A．金属镁着火，可以用CO2灭火 B．镁是一种具有银白色光泽的金属C．镁可以与热水反应生成氢气 D．镁可以与盐酸剧烈反应生成氢气
考向1 考查镁及其化合物的结构、性质及应用
【变式训练】下列关于镁的叙述正确的是（ ）A．镁在氮气中不能燃烧 B．镁与水不能反应释放出氢气C．镁在氯气中燃烧会产生白烟D．镁可在二氧化碳气体中燃烧，只生成白色固体
考向2 考查镁及其化合物制备的工艺流程
1．铝的原子结构和存在
自然界中的铝全部以化合态的形式存在，地壳中铝含量位列金属第一位，以铝土矿的形式存在，主要成分是Al2O3，含少量Fe2O3和SiO2。
银白色有金属光泽的固体，有良好的延展性、导电性和导热性等，密度较小，质地柔软。
③常温铝遇氧化性酸——浓硫酸、浓硝酸钝化，与非氧化酸发生反应生成氢气：2Al＋6H＋=2Al3＋＋3H2↑
④2Al＋2OH－＋6H2O=2[Al(OH)4]－＋3H2↑或2Al＋2OH－＋2H2O=2AlO2-＋3H2↑
【特别提醒】工业上冶炼Al用电解熔融Al2O3而不用AlCl3的原因：AlCl3是共价化合物，熔融态不导电。
纯铝用作导线，铝合金用于制造汽车、飞机、生活用品等，铝还用作还原剂。
6.铝与酸或碱反应生成H2的量的关系
(1)等质量的铝与足量的盐酸、氢氧化钠溶液分别反应：
①产生H2的物质的量相等。
2Al＋6HCl=2AlCl3＋3H2↑
②消耗H＋、OH－的物质的量之比为n(H＋)∶n(OH－)＝3∶1。
2Al＋2NaOH＋6H2O=2Na[Al(OH)4]＋3H2↑
(2)足量的铝分别与等物质的量的HCl和NaOH反应：
(3)一定量的铝分别与一定量的盐酸、氢氧化钠溶液反应：
若产生氢气的体积比为1/3＜VHCl(H2)/VNaOH(H2)＜1，则必定
①铝与盐酸反应时，铝过量而HCl不足。
①消耗Al的物质的量之比为1∶3。
②生成H2的物质的量之比为1∶3。
②铝与氢氧化钠溶液反应时，铝不足而NaOH过量。
①与酸反应：Al2O3＋6H＋=2Al3＋＋3H2O
②与碱反应：Al2O3＋2OH－=2AlO2－＋H2O
【易错警示】这里的酸碱是指强酸、强碱。
白色固体，难溶于水，熔点很高。
2.化学性质——两性氧化物
2.化学性质——两性氢氧化物
白色胶状不溶于水的固体，有较强的吸附性。
Al(OH)3的电离方程式为
①与酸反应：Al(OH)3＋3H＋=Al3＋＋3H2O
②与碱反应：Al(OH)3＋OH－=AlO2-＋2H2O
4.制备Al(OH)3的三种方法
①向铝盐中加入氨水，离子方程式为Al3＋＋3NH3·H2O=Al(OH)3↓＋3NH4+。
②NaAlO2溶液中通入足量CO2，离子方程式为AlO2-＋CO2＋2H2O=Al(OH)3↓＋HCO3-。
③可溶性铝盐和偏铝酸盐水溶液中混合：3AlO2-＋Al3＋＋6H2O=4Al(OH)3↓。
2）明矾的化学式为KAl(SO4)2·12H2O，它是无色晶体，可溶于水，水溶液pH＜7。
1）硫酸铝钾是由两种不同的金属离子和一种酸根离子组成的复盐。
2.AlCl3的结构与性质
1）AlCl3熔点、沸点都很低，且会升华，易溶于乙醚等有机溶剂，因为它是一种共价型化合物。熔化的AlCl3不易导电，AlCl3晶体属于分子晶体，故制备铝时不用AlCl3电解。
2） AlCl3的蒸汽或处于熔融状态时，都以AlCl3二聚分子形式存在。AlCl3二聚分子的形成原因是铝原子的缺电子结构。AlCl3二聚分子结构示意图如图，其中每个铝原子均为sp3杂化，各有1条空的轨道，氯原子处于以铝原子为中心的四面体的4个顶点位置。分子中有桥式氯原子存在，桥式氯原子在与其中一个铝原子成σ键的同时，与另一个铝原子的空轨道发生配位，形成σ配位键。
3）AlCl3能与Cl－生成AlCl4-：AlCl3（aq）＋ Cl－（aq）=AlCl4-（aq）
4）与Al2Cl6类似，AlCl4-、Na3AlF6、Al(OH)4-中均存在配位键。
知识5 数形结合与“铝三角”
1．Al3＋、Al(OH)3、[Al(OH)4]－之间的转化关系
2．与Al(OH)3沉淀生成有关的图像分析
(1)可溶性铝盐溶液与NaOH溶液反应的图像(从上述转化关系中选择符合图像变化的离子方程式，下同)
(2)偏铝酸盐溶液与盐酸反应的图像
(3)突破Al(OH)3沉淀图像三个秘诀
①明晰横、纵坐标含义，然后通过曲线变化特点分析反应原理。
②掌握Al3＋、Al(OH)3、AlO2-三者之间的转化比例：
③明晰Al3＋溶液中加碱(OH－)的几种常见变形图像，如：
图A中，n(H＋)∶n(Al3＋)＝2∶1。
图B中，若已知原溶液中含有Mg2＋。则可推出：n(Mg2＋)∶n(Al3＋)＝1∶1。
图C中，若已知原溶液中含有H＋和Mg2＋，则可推导出：n(H＋)∶n(Al3＋)∶n(Mg2＋)＝2∶1∶1。
(1)选择制备Al(OH)3的最佳途径
①由Al3＋制备Al(OH)3，宜用Al3＋与氨水反应：
Al3＋＋3NH3·H2O=Al(OH)3↓＋3NH4+
②由NaAlO2制备Al(OH)3，宜用CO2与AlO2-反应：
2H2O＋AlO2-＋CO2=Al(OH)3↓＋HCO3-
③从节约原料角度，由Al制备Al(OH)3，宜用1/4Al制备Al3＋，3/4Al制备AlO2-，然后将二者混合：Al3＋＋3AlO2-＋6H2O=4Al(OH)3↓
(2)有关离子共存问题
①与Al3＋不能大量共存的(阴)离子有：OH－、AlO2-、HS－、SiO32-、CO32-、HCO3-、SO32-等。
②与AlO2-不能大量共存的(阳)离子有：H＋、Al3＋、NH4+、Fe2＋、Fe3＋等。
③AlO2-与HCO3-因发生(相对)强酸制弱酸的反应而不能共存。
(3)分析离子反应顺序
①向含有Al3＋、NH4+、H＋的混合溶液中逐滴加入NaOH溶液，反应顺序是：Ⅰ.H＋＋OH－=H2O；Ⅱ.Al3＋＋3OH－=Al(OH)3↓(若先与NH4+反应，则生成的NH3·H2O又使Al3＋沉淀且生成NH4+)；Ⅲ.NH4+＋OH－=NH3·H2O[若先溶解Al(OH)3，则产生的AlO2-又与NH4+反应生成沉淀]；Ⅳ.Al(OH)3＋OH－=AlO2-＋2H2O。
②向含有AlO2-、CO32-、OH－的混合溶液中逐滴加入盐酸，反应顺序是：Ⅰ.OH－＋H＋=H2O；Ⅱ.AlO2-＋H＋＋H2O=Al(OH)3↓(AlO2-比CO32-先反应)；Ⅲ.CO32-＋H＋=HCO3-；Ⅳ.HCO3-＋H＋=CO2↑＋H2O[HCO3-比Al(OH)3先反应]；Ⅴ.Al(OH)3＋3H＋=Al3＋＋3H2O。
(4)有关Al(OH)3的计算
1)求产物Al(OH)3的量
②当3n(Al3＋)
③当n(OH－)≥4n(Al3＋)时，n[Al(OH)3]＝0，无沉淀。
①若碱不足(Al3＋未完全沉淀)：n(OH－)＝3n[Al(OH)3]；
②若碱使生成的Al(OH)3部分溶解：n(OH－)＝4n(Al3＋)－n[Al(OH)3]。
考向1 考查铝及其化合物的结构、性质及其应用
【变式训练】（2023·江苏·统考二模）下列物质的性质和用途具有对应关系的是A．Al2O3熔点高，可用作电解制铝B．Al(OH)3不稳定，可用于治疗胃酸过多C．明矾水解生成胶体，可用做絮凝剂D．铝具有导热性，可用于制备铝热剂
考向2 考查铝热反应及其应用
例2．（2023·上海崇明·统考一模）工业上可用铝热反应冶炼锰、钒等金属，其原因与下列无关的是A．铝还原性较强B．铝能形成多种合金C．锰、钒熔点高D．反应放出大量热
【变式训练】（2022秋·上海虹口·高三上海市复兴高级中学阶段练习）用铝热反应还原下列物质，制得金属各1ml时，消耗铝最少的是A．MnO2B．Cr2O3C．V2O5D．Fe3O4
考向3 考查铝及其化合物制备的工艺流程
考向4 考查铝及其化合物与强酸、强碱反应有关计算
【答案】(1)4.8g (2)8ml/L
1．（2023·浙江·统考高考真题）物质的性质决定用途，下列两者对应关系不正确的是A．铝有强还原性，可用于制作门窗框架B．氧化钙易吸水，可用作干燥剂C．维生素C具有还原性，可用作食品抗氧化剂D．过氧化钠能与二氧化碳反应生成氧气，可作潜水艇中的供氧剂
2．（2021·浙江·统考高考真题）下列说法不正确的是A．铁粉与氧化铝发生的铝热反应可用于焊接铁轨B．镁燃烧会发出耀眼的白光，可用于制造信号弹和焰火C．熟石膏与水混合成糊状后能很快凝固，常用于制作模型和医疗石膏绷带D．工业上可用氨水消除燃煤烟气中的二氧化硫
3．（2023·全国·统考高考真题）下列应用中涉及到氧化还原反应的是A．使用明矾对水进行净化 B．雪天道路上撒盐融雪C．暖贴中的铁粉遇空气放热D．荧光指示牌被照发光
5．（2023·浙江·高考真题）下列物质中属于耐高温酸性氧化物的是A．CO2B．SiO2C．MgOD．Na2O
知识梳理 题型归纳
考点要求考题统计考情分析物质的组成、性质、分类2023**卷**题，**分2022**卷**题，**分2021**卷**题，**分……传统文化中的性质与变化2023**卷**题，**分2022**卷**题，**分2021**卷**题，**分
1．镁的原子结构及存在
镁蕴藏量丰富，在宇宙中含量第八，在地壳中含量丰度2%。含镁矿物主要来自白云岩[CaMg(CO3)2]、菱镁矿（MgCO3）、水镁矿[Mg(OH)2]、光卤石（KCl·MgCl2·6H2O）和橄榄石[(Mg,Fe)2SiO4]等。海水、天然盐湖水也是含镁丰富的资源。
具有银白色金属光泽的固体，密度、硬度均较小，熔点较低，有良好的导电、传热和延展性。
稿定PPT，海量素材持续更新，上千款模板选择总有一款适合你
【易错提醒】Mg3N2能与水剧烈反应生成Mg(OH)2沉淀，放出氨气，所以只能在干态下制取。
④与H＋反应：Mg＋2H＋=Mg2＋＋H2↑
③氧化镁用于制耐高温材料；
②镁合金用于制造火箭、导弹和飞机的部件；
④冶金工业上用作还原剂和脱氧剂。
5.镁的工业制备——海水提镁
①由MgCl2·6H2O到无水MgCl2，必须在HCl气流中加热，以防MgCl2水解。
②因镁在高温下能与O2、N2、CO2等气体发生反应，故工业电解MgCl2得到的镁，应在H2氛围中冷却。
知识点2 镁的氧化物MgO
知识点3 镁的氢氧化物Mg(OH)2
知识点4 镁的其他化合物
在水中剧烈水解，其反应的化学方程式为Mg3N2＋6H2O=3Mg(OH)2＋2NH3↑，与酸反应生成两种盐：Mg3N2＋8HCl=3MgCl2＋2NH4Cl。
例1．（2023·浙江舟山·舟山中学统考三模）关于镁的性质，下列说法错误的是A．金属镁着火，可以用CO2灭火 B．镁是一种具有银白色光泽的金属C．镁可以与热水反应生成氢气 D．镁可以与盐酸剧烈反应生成氢气
考向1 考查镁及其化合物的结构、性质及应用
【变式训练】下列关于镁的叙述正确的是（ ）A．镁在氮气中不能燃烧 B．镁与水不能反应释放出氢气C．镁在氯气中燃烧会产生白烟D．镁可在二氧化碳气体中燃烧，只生成白色固体
考向2 考查镁及其化合物制备的工艺流程
1．铝的原子结构和存在
自然界中的铝全部以化合态的形式存在，地壳中铝含量位列金属第一位，以铝土矿的形式存在，主要成分是Al2O3，含少量Fe2O3和SiO2。
银白色有金属光泽的固体，有良好的延展性、导电性和导热性等，密度较小，质地柔软。
③常温铝遇氧化性酸——浓硫酸、浓硝酸钝化，与非氧化酸发生反应生成氢气：2Al＋6H＋=2Al3＋＋3H2↑
④2Al＋2OH－＋6H2O=2[Al(OH)4]－＋3H2↑或2Al＋2OH－＋2H2O=2AlO2-＋3H2↑
【特别提醒】工业上冶炼Al用电解熔融Al2O3而不用AlCl3的原因：AlCl3是共价化合物，熔融态不导电。
纯铝用作导线，铝合金用于制造汽车、飞机、生活用品等，铝还用作还原剂。
6.铝与酸或碱反应生成H2的量的关系
(1)等质量的铝与足量的盐酸、氢氧化钠溶液分别反应：
①产生H2的物质的量相等。
2Al＋6HCl=2AlCl3＋3H2↑
②消耗H＋、OH－的物质的量之比为n(H＋)∶n(OH－)＝3∶1。
2Al＋2NaOH＋6H2O=2Na[Al(OH)4]＋3H2↑
(2)足量的铝分别与等物质的量的HCl和NaOH反应：
(3)一定量的铝分别与一定量的盐酸、氢氧化钠溶液反应：
若产生氢气的体积比为1/3＜VHCl(H2)/VNaOH(H2)＜1，则必定
①铝与盐酸反应时，铝过量而HCl不足。
①消耗Al的物质的量之比为1∶3。
②生成H2的物质的量之比为1∶3。
②铝与氢氧化钠溶液反应时，铝不足而NaOH过量。
①与酸反应：Al2O3＋6H＋=2Al3＋＋3H2O
②与碱反应：Al2O3＋2OH－=2AlO2－＋H2O
【易错警示】这里的酸碱是指强酸、强碱。
白色固体，难溶于水，熔点很高。
2.化学性质——两性氧化物
2.化学性质——两性氢氧化物
白色胶状不溶于水的固体，有较强的吸附性。
Al(OH)3的电离方程式为
①与酸反应：Al(OH)3＋3H＋=Al3＋＋3H2O
②与碱反应：Al(OH)3＋OH－=AlO2-＋2H2O
4.制备Al(OH)3的三种方法
①向铝盐中加入氨水，离子方程式为Al3＋＋3NH3·H2O=Al(OH)3↓＋3NH4+。
②NaAlO2溶液中通入足量CO2，离子方程式为AlO2-＋CO2＋2H2O=Al(OH)3↓＋HCO3-。
③可溶性铝盐和偏铝酸盐水溶液中混合：3AlO2-＋Al3＋＋6H2O=4Al(OH)3↓。
2）明矾的化学式为KAl(SO4)2·12H2O，它是无色晶体，可溶于水，水溶液pH＜7。
1）硫酸铝钾是由两种不同的金属离子和一种酸根离子组成的复盐。
2.AlCl3的结构与性质
1）AlCl3熔点、沸点都很低，且会升华，易溶于乙醚等有机溶剂，因为它是一种共价型化合物。熔化的AlCl3不易导电，AlCl3晶体属于分子晶体，故制备铝时不用AlCl3电解。
2） AlCl3的蒸汽或处于熔融状态时，都以AlCl3二聚分子形式存在。AlCl3二聚分子的形成原因是铝原子的缺电子结构。AlCl3二聚分子结构示意图如图，其中每个铝原子均为sp3杂化，各有1条空的轨道，氯原子处于以铝原子为中心的四面体的4个顶点位置。分子中有桥式氯原子存在，桥式氯原子在与其中一个铝原子成σ键的同时，与另一个铝原子的空轨道发生配位，形成σ配位键。
3）AlCl3能与Cl－生成AlCl4-：AlCl3（aq）＋ Cl－（aq）=AlCl4-（aq）
4）与Al2Cl6类似，AlCl4-、Na3AlF6、Al(OH)4-中均存在配位键。
知识5 数形结合与“铝三角”
1．Al3＋、Al(OH)3、[Al(OH)4]－之间的转化关系
2．与Al(OH)3沉淀生成有关的图像分析
(1)可溶性铝盐溶液与NaOH溶液反应的图像(从上述转化关系中选择符合图像变化的离子方程式，下同)
(2)偏铝酸盐溶液与盐酸反应的图像
(3)突破Al(OH)3沉淀图像三个秘诀
①明晰横、纵坐标含义，然后通过曲线变化特点分析反应原理。
②掌握Al3＋、Al(OH)3、AlO2-三者之间的转化比例：
③明晰Al3＋溶液中加碱(OH－)的几种常见变形图像，如：
图A中，n(H＋)∶n(Al3＋)＝2∶1。
图B中，若已知原溶液中含有Mg2＋。则可推出：n(Mg2＋)∶n(Al3＋)＝1∶1。
图C中，若已知原溶液中含有H＋和Mg2＋，则可推导出：n(H＋)∶n(Al3＋)∶n(Mg2＋)＝2∶1∶1。
(1)选择制备Al(OH)3的最佳途径
①由Al3＋制备Al(OH)3，宜用Al3＋与氨水反应：
Al3＋＋3NH3·H2O=Al(OH)3↓＋3NH4+
②由NaAlO2制备Al(OH)3，宜用CO2与AlO2-反应：
2H2O＋AlO2-＋CO2=Al(OH)3↓＋HCO3-
③从节约原料角度，由Al制备Al(OH)3，宜用1/4Al制备Al3＋，3/4Al制备AlO2-，然后将二者混合：Al3＋＋3AlO2-＋6H2O=4Al(OH)3↓
(2)有关离子共存问题
①与Al3＋不能大量共存的(阴)离子有：OH－、AlO2-、HS－、SiO32-、CO32-、HCO3-、SO32-等。
②与AlO2-不能大量共存的(阳)离子有：H＋、Al3＋、NH4+、Fe2＋、Fe3＋等。
③AlO2-与HCO3-因发生(相对)强酸制弱酸的反应而不能共存。
(3)分析离子反应顺序
①向含有Al3＋、NH4+、H＋的混合溶液中逐滴加入NaOH溶液，反应顺序是：Ⅰ.H＋＋OH－=H2O；Ⅱ.Al3＋＋3OH－=Al(OH)3↓(若先与NH4+反应，则生成的NH3·H2O又使Al3＋沉淀且生成NH4+)；Ⅲ.NH4+＋OH－=NH3·H2O[若先溶解Al(OH)3，则产生的AlO2-又与NH4+反应生成沉淀]；Ⅳ.Al(OH)3＋OH－=AlO2-＋2H2O。
②向含有AlO2-、CO32-、OH－的混合溶液中逐滴加入盐酸，反应顺序是：Ⅰ.OH－＋H＋=H2O；Ⅱ.AlO2-＋H＋＋H2O=Al(OH)3↓(AlO2-比CO32-先反应)；Ⅲ.CO32-＋H＋=HCO3-；Ⅳ.HCO3-＋H＋=CO2↑＋H2O[HCO3-比Al(OH)3先反应]；Ⅴ.Al(OH)3＋3H＋=Al3＋＋3H2O。
(4)有关Al(OH)3的计算
1)求产物Al(OH)3的量
②当3n(Al3＋)
③当n(OH－)≥4n(Al3＋)时，n[Al(OH)3]＝0，无沉淀。
①若碱不足(Al3＋未完全沉淀)：n(OH－)＝3n[Al(OH)3]；
②若碱使生成的Al(OH)3部分溶解：n(OH－)＝4n(Al3＋)－n[Al(OH)3]。
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考向2 考查铝热反应及其应用
例2．（2023·上海崇明·统考一模）工业上可用铝热反应冶炼锰、钒等金属，其原因与下列无关的是A．铝还原性较强B．铝能形成多种合金C．锰、钒熔点高D．反应放出大量热
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考向3 考查铝及其化合物制备的工艺流程
考向4 考查铝及其化合物与强酸、强碱反应有关计算
【答案】(1)4.8g (2)8ml/L
1．（2023·浙江·统考高考真题）物质的性质决定用途，下列两者对应关系不正确的是A．铝有强还原性，可用于制作门窗框架B．氧化钙易吸水，可用作干燥剂C．维生素C具有还原性，可用作食品抗氧化剂D．过氧化钠能与二氧化碳反应生成氧气，可作潜水艇中的供氧剂
2．（2021·浙江·统考高考真题）下列说法不正确的是A．铁粉与氧化铝发生的铝热反应可用于焊接铁轨B．镁燃烧会发出耀眼的白光，可用于制造信号弹和焰火C．熟石膏与水混合成糊状后能很快凝固，常用于制作模型和医疗石膏绷带D．工业上可用氨水消除燃煤烟气中的二氧化硫
3．（2023·全国·统考高考真题）下列应用中涉及到氧化还原反应的是A．使用明矾对水进行净化 B．雪天道路上撒盐融雪C．暖贴中的铁粉遇空气放热D．荧光指示牌被照发光
5．（2023·浙江·高考真题）下列物质中属于耐高温酸性氧化物的是A．CO2B．SiO2C．MgOD．Na2O
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