河北省承德市2023-2024学年高二下学期期末考试化学试卷(解析版)
展开注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
4.可能用到的相对原子质量:H 1 B 11 C 12 N 14 O 16 Na 23 S 32 Fe 56 C 59 Ag 108
一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 中国空间站第六批空间科学实验样品已随“神舟十七号”载人飞船返回舱顺利返回。下列叙述错误的是
A. 返回舱使用的碳化硅是一种高温结构陶瓷材料
B. 航天器的结构骨架和壳体中的铝合金属于金属材料
C. 用于制作航天器的连接件和关键部件的钛合金是一种低强度、高密度的金属材料
D. 返回舱外层涂层材料能够保护宇宙飞船的表面免受高温、紫外线和氧化物的侵蚀
【答案】C
【详解】A.碳化硅是共价晶体,熔点高,强度大,是一种高温结构陶瓷,故A正确;
B.铝合金属于金属材料,故B正确;
C.钛合金是一种高强度、低密度的金属材料,故C错误;
D.返回舱外层涂层材料具有隔热、稳定的作用,能够保护宇宙飞船的表面免受高温、紫外线和氧化物的侵蚀,故D正确;
答案选C。
2. 下列关于物质分类的组合正确的是
A. AB. BC. CD. D
【答案】B
【详解】A.矿泉水不是纯净物,是混合物,故A错误;
B.各物质归类正确,故B正确;
C.纯碱是碳酸钠,不是碱,是盐,故C错误;
D.冰水混合物是纯净物,生石灰是氧化物,故D错误;
答案选B。
3. 已知反应。下列描述的化学用语错误的是
A. 的结构示意图:
B. 水分子的球棍模型:
C. HClO的结构式:H—O—Cl
D. 用电子式表示HCl的形成:
【答案】A
【详解】A.氯离子的结构示意图为:,故A错误;
B.水分子呈V形或角形,正确的球棍模型为:,故B正确;
C.HClO分子中O原子分别与H、Cl原子形成共价键,使分子中各个原子都达到稳定结构,其结构式为:H-O-Cl,故C正确;
D.HCl为共价化合物,用电子式表示HCl的形成过程:,故D正确;
答案选A。
4. 化学与生产、生活密切相关。下列不涉及化学变化的是
A. 泡菜的腌制B. 铁质护栏生锈
C. 用“84”消毒液消毒衣物D. 用活性炭去除冰箱异味
【答案】D
【详解】A.泡菜的腌制会生成酸性物质,有新物质生成,涉及化学变化,故A不选;
B.铁质护栏生锈,铁会变为氧化铁的水合物等,涉及化学变化,故B不选;
C.用84消毒液漂白衣物过程中有新物质生成,属于化学变化,故C不选;
D.活性炭包除去冰箱中的异味过程中没有新物质生成,属于物理变化,故D选;
答案选D。
5. 已知反应:
①;
②;
③。
依据上述反应并结合已学知识,下列微粒氧化性由强到弱的顺序正确的是
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】判断规则是氧化剂的氧化性强于氧化产物,①;氧化性:,②;氧化性:,③。氧化性:,结合已学知识,氧化性:,氧化性:,故选A。
6. 物质结构决定物质性质。下列性质差异与影响因素匹配正确的是
A. AB. BC. CD. D
【答案】C
【详解】A.键角:小于,是因为SO2中S的价层电子对为2+=3,有1个孤电子对,为V形分子,中C的价层电子对为2+=2,没有孤电子对,为直线形分子,与电负性没有关系,故A不选;
B.硬度:SiC>Si是因为Si-C键的键能大于Si-Si键,两者都是原子晶体,故B不选;
C.沸点:对羟基苯甲醛>邻羟基苯甲醛是因为对羟基苯甲醛主要形成分子间氢键,邻羟基苯甲醛主要形成分子内氢键,与氢键形成有关,故C选;
D.热稳定性:是因为S的非金属性强于Se,与范德华力无关,故D不选;
答案选C。
7. 下列实验装置能达到实验目的的是
A. AB. BC. CD. D
【答案】B
【详解】A.干燥气体,浓硫酸的洗气瓶气体流向是长进短出,故A错误;
B.收集用向上排空气法,氢氧化钠溶液可用于尾气处理、倒扣的漏斗用于防倒吸,故B正确;
C.NO气体容易被空气中O2氧化为NO2,应该用排水法收集,故C错误;
D.可以和NaOH溶液发生化学反应,除去中的HCl应将混合气体通入到饱和食盐水溶液中,故D错误;
故选B。
8. 设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 1 ml环氧乙烷()中含有的σ键数目为
B. 的NaClO溶液中,与HClO的数目之和为
C. 1 ml 与水反应制备胶体,生成的胶体粒子数为
D. NaD与反应生成氢氧化钠和氢气,每生成3g氢气,转移电子数为
【答案】D
【详解】A.一个环氧乙烷()中含有7条σ键,1 ml环氧乙烷()中含有的σ键数目为,故A错误;
B.溶液的体积未知,无法计算微粒数目,故B错误;
C.由于氢氧化铁胶粒是氢氧化铁的聚集体,生成的胶体粒子数小于,故C错误;
D.NaD与反应生成的氢气为HD,3gHD物质的量为1ml,该反应为归中反应,转移电子数为,故D正确;
答案选D。
9. 下列物质检验方法正确的是
A. 若某溶液做焰色试验时的焰色为黄色,则该溶液为钠盐溶液
B. 若向某溶液中加入溶液,产生白色沉淀,则该溶液中可能含有
C. 若向某溶液中加入NaOH溶液后,未产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,则该溶液中一定不含有
D 若向某酸性溶液中加入溶液,产生白色沉淀,则原溶液中一定含有
【答案】B
【详解】A.钠元素的焰色为黄色,由实验可知该溶液中含有钠元素,但不一定是钠盐,也可能是NaOH,故A错误;
B.若向某溶液中加入AgNO3溶液,产生白色沉淀,该白色沉淀可能是AgCl,则该溶液可能含有Cl-,故B正确;
C.加入NaOH溶液,可能生成一水合氨,NH3没有释放,原溶液中可能含有,故C错误;
D.酸性溶液中加入溶液,硝酸根在酸性溶液中有强氧化性,若原溶液是亚硫酸根,也会生成硫酸钡沉淀,故D错误;
答案选B。
10. 一种有机催化剂由原子序数依次递增的短周期主族元素X、Y、Z、W、M组成,结构式如图。下列说法错误的是
A. Z元素的第一电离能小于同周期中的相邻元素
B. 原子半径:
C. Z的氢化物沸点高于Y的氢化物
D. Y、Z、M均可与X形成的分子
【答案】C
【分析】原子序数依次递增的前20号元素X、Y、Z、W、M,X只形成1个共价键,Y形成4个共价键,Z形成2个共价键、M形成6个共价键,可知X为H元素、Y为C元素、Z为O元素、M为S元素;W形成带1个单位正电荷的阳离子,结合原子序数可知W为Na元素,以此来解答。
【详解】由上述分析可知,X为H元素、Y为C元素、Z为O元素、W为Na元素、M为S元素;
A.同周期从左到右,元素的第一电离能呈增大趋势,但是第IIA族>IIIA,第VA族>VIA族,所以第一电离能N>O,F>O,故A正确;
B.同周期从左到右,原子半径减小,同主族从上到下原子半径增大,故原子半径Na>S>O,故B正确;
C.Y是C,氢化物有多种烃,沸点可能会高于O的氢化物,故C错误;
D.C与H可以形成的分子C2H6,O与H可以形成的分子H2O2,S与H可以形成的分子H2S,故D正确;
答案选C。
11. 下列离子方程式书写正确的是
A. 过量的氯气和溶液反应:
B. 氯化铜溶液中通入硫化氢:
C. 通入酸性高锰酸钾溶液中:
D. 用碳酸钠溶液处理水垢中的硫酸钙:
【答案】D
【详解】A.过量的氯气和溶液反应,亚铁离子和溴离子均要反应,离子方程式为,故A错误;
B.硫化氢是气体,应该写化学式,反应的离子方程式应该为:Cu2++H2S=CuS↓+2H+,故B错误;
C.将二氧化硫通入酸性高锰酸钾溶液中反应生成硫酸锰、硫酸钾和水,反应的离子方程式为,故C错误;
D.用Na2CO3溶液处理水垢中的CaSO4转化为CaCO3,离子方程式为:,故D正确;
答案选D。
12. 为消除NO、等氮氧化物对环境的破坏作用,可采用催化氮氧化物(SCR)脱除技术,反应原理如图所示。下列说法正确的是
A. NO、均为酸性氧化物
B. 若用NaOH溶液吸收等体积的NO和,只能生成一种盐
C. NO与气体等体积混合后与过量氨气发生反应,转移9 ml电子时生成3 ml
D. 反应过程中有极性键和非极性键的断裂,同时也有极性键和非极性键的形成
【答案】C
【详解】A.NO、均不是酸性氧化物,故A错误;
B.若用NaOH溶液吸收等体积的NO和生成NaNO2和水,故B错误;
C.NO与气体等体积混合后与过量氨气发生反应,反应方程式为3NO+3NO2+6NH3=6N2+9H2O,根据方程式,转移18ml电子生成6mlN2,转移9 ml电子时生成3 ml ,故C正确;
D.反应过程中只有极性键氮氢键、氮氧键断裂,故D错误;
选C。
13. 金属硼氢化物可用作储氢材料。一种金属硼氢化物氨合物的晶体结构示意图如图,图中位于晶胞的顶点和面心的“(八面体)”的中心代表金属离子,顶点代表氨分子;“(四面体)”的中心代表硼原子,顶点代表氢原子。该晶体的晶胞形状为立方体,棱长为a pm,密度为,设为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A. 该晶体中与B原子个数比
B. 与硼原子间最短距离为
C. M的相对原子质量为
D. 该物质中含有的化学键的类型有配位键、离子键和共价键
【答案】C
【详解】A.该晶胞中M2+个数==4,氨分子个数是M原子个数的6倍,所以含有24个氨分子,B原子个数是8,H原子个数是B原子个数的4倍,有32个H原子,该晶胞中M、NH3、B、H个数之比=4:24:8:32=1:6:2:8,其化学式为M(NH3)6B2H8,其中,故A正确;
B.与B原子最短距离为晶胞体对角线长度的,即,故B正确;
C.该晶胞体积V=(a×10-10cm)3,设该化合物的摩尔质量为Mg•ml-1,晶胞质量为4Mg,该晶胞的密度为=,则M=,则M的相对原子质量为132,故C错误;
D.该物质中有阴阳离子,含有离子键,NH3与B之间有配位键,NH3内有共价键,故D正确;
答案选C。
14. 下列实验操作、现象均正确,且可得出相应结论是
A. AB. BC. CD. D
【答案】B
【详解】A.乙醇是非电解质,故A错误;
B.向某无色溶液中滴加盐酸后,将生成的无色气体通入品红溶液中,品红溶液褪色,说明生成SO2,则无色溶液中可能含有或,故B正确;
C.证明元素非金属性强弱,需要比较元素最高价氧化物对应水化物的酸性强弱,但硝酸有挥发性,挥发出的硝酸也能使硅酸钠溶液产生白色沉淀,故C错误;
D.反应后混合物的密度大于水的密度,则将反应后混合物注入水中观察颜色,故D错误;
答案选B。
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 某化学兴趣小组设计实验探究物质M组成,实验流程如图所示,实验中加入的盐酸和NaOH溶液均过量。常温下,M和C均为固体,二者所含元素不完全相同,B为常见的无色液体,A、M、B、C均为二元化合物,反应①为。
已知:“淡黄色沉淀”为单质;反应②得到的“溶液”中不含与“淡黄色沉淀”相同的元素。
(1)列举“红棕色固体”的一种用途:___________。简述“过滤、洗涤”后的沉淀在“空气中灼烧”生成“红棕色固体”的原因:___________。
(2)组成物质C的元素为___________(填元素符号);物质B的化学式为___________。
(3)向溶液E中通入直至过量,可观察到的现象:___________。
(4)C与盐酸反应的离子方程式为___________,该反应中HCl体现了___________性。
(5)物质M中两种原子的个数比为___________。
【答案】(1)①. 作红色涂料等 ②. “过滤、洗涤”得到的沉淀为,空气中的氧气将其氧化为,灼烧时分解为
(2)①. Fe、S ②.
(3)溶液先变红后褪色
(4)①. ②. 酸
(5)4︰5(或5︰4)
【分析】根据最后得到9.6g红棕色固体,该固体为Fe2O3,其物质的量为=0.06ml,结合D1溶于遇KSCN溶液不反应,说明D1和D2都是FeCl2溶液,每一份溶液中含有的Fe2+为0.12ml,则反应②得到的溶液共含有Fe2+为0.24ml,淡黄色固体为单质S,物质的量为=0.06ml,根据元素守恒,则C中含Fe、S两种元素,则A为H2S气体,物质的量为=0.24ml,则C中含有的Fe元素为0.24ml,S元素为0.24ml+0.06ml=0.30ml,两这的比值为4:5,得出C化学式为;B是B为常见的无色液体,B为H2O,根据方程式,即有:,可得A为;
【小问1详解】
红棕色固体为Fe2O3,可以做红色涂料;过滤、洗涤后的沉淀为Fe(OH)2,空气中的氧气将其氧化为,灼烧时分解为,故变为红棕色固体;
【小问2详解】
由上述分析可知,C中含有的元素为:Fe、S,B为H2O;
【小问3详解】
E为FeCl2溶液与KSCN溶液的混合溶液,通入直至过量,可观察到的现象是溶液先变红后褪色,因为Cl2将Fe2+氧化为Fe3+,与KSCN溶液显红色,后Cl2又将KSCN氧化,导致红色褪去;
【小问4详解】
C为,其与盐酸反应的离子方程式为:,盐酸中只有H+参与反应,体现了酸性;
【小问5详解】
M化学式为,两种原子的个数比为:4︰5(或5︰4)。
16. 连二亚硫酸钠俗称保险粉,广泛用于纺织、印染工业作助染剂及漂白剂。某研究性学习小组利用以下方法制备连二亚硫酸钠并测定其纯度。
已知:①呈现两性。
②易溶于水,难溶于乙醇,在酸性溶液中会发生歧化反应,在碱性溶液中较稳定,在空气中易被氧化;低于52℃时在水溶液中以形态结晶,高于52℃时在碱性溶液中脱水成无水盐。
I.的制备:
步骤1:安装好整套装置(夹持装置、搅拌磁子省略),并检查装置的气密性;
步骤2:在三颈烧瓶中依次加入Zn粉和水,电磁搅拌形成悬浊液;
步骤3:打开仪器a的活塞,向装置C中先通入一段时间;
步骤4:打开仪器c的活塞,滴加稍过量NaOH溶液使装置C中溶液的pH在8.2~10.5;
步骤5:过滤,滤液经“一系列操作”可获得。
(1)仪器a的名称是___________,与普通分液漏斗相比,其优点是___________。
(2)步骤3中与锌粉悬浊液反应得到,该反应的化学方程式为___________;此时需控制通入的不能过量,原因是___________。
(3)装置B(单向阀)的作用是___________。
(4)步骤5中的“一系列操作”包括:
a.向滤液中分批逐步加入NaCl固体,搅拌使其析出结晶,用倾析法除去上层溶液,余少量母液;该步骤中加入NaCl固体的目的是___________。
b.___________(填操作名称)。
c.用___________(填试剂名称)洗涤、干燥,制得固体。
II.样品纯度的测定:称量15.0g粗品,滴加一定量的NaOH溶液使溶液显碱性后,滴加Ag-EDTA络合溶液,发生反应:,充分反应后,过滤、洗涤,干燥得到10.8 g银。
(5)该粗品中连二亚硫酸钠的质量分数为___________%。
【答案】(1)①. 恒压滴液漏斗 ②. 能平衡恒压滴液漏斗与烧瓶内压强,便于浓硫酸的顺利流下
(2)①. ②. 在碱性溶液中较稳定,过量的二氧化硫会使溶液显酸性,导致产品的损失
(3)防倒吸 (4) ①. 增大浓度,促进结晶析出(或同离子效应) ②. 过滤 ③. 乙醇
(5)58
【分析】浓硫酸与饱和亚硫酸氢钠溶液反应生成,先向装置C中先通入一段时间排尽空气,与Zn反应生成,加入NaOH溶液得到;
【小问1详解】
仪器a的名称是恒压滴液漏斗,与普通分液漏斗相比,其优点是:能平衡恒压滴液漏斗与烧瓶内压强,便于浓硫酸的顺利流下;
【小问2详解】
步骤3中与锌粉反应得到,该反应的化学方程式为;已知在酸性溶液中会发生歧化反应,在碱性溶液中较稳定,控制通入的不能过量,原因是在碱性溶液中较稳定,过量的二氧化硫会使溶液显酸性,导致产品的损失;
【小问3详解】
单向阀只允许气体按一个方向流动,防止气体回流。在该实验中,装置C中发生的反应有CO2生成,单向阀的作用是防止装置C中压强过大,液体压入装置A中,发生危险,因此单向阀的作用是:防倒吸;
【小问4详解】
a.滤液经“一系列操作”可获得,加入NaCl固体的目的是:增大浓度,促进结晶析出;b.从母液中分离出结晶,用到过滤操作;c.易溶于水,难溶于乙醇,且乙醇易挥发,用乙醇洗涤、干燥,制得固体;
【小问5详解】
10.8 g银的物质的量为,由题给反应方程式可知,n()=0.5n(Ag)=0.05ml,则连二亚硫酸钠的质量为0.05ml×174g/ml=8.7g,则产率为。
17. 三元锂电池主要用于手机、无人机等行业,电池安全性高。电池正极片由镍钴锰酸锂()正极材料和铝片组成,以电池正极片为原料回收各金属的工艺流程如图。
(1)能够加快“碱浸”速率的措施有___________(写两种)。
(2)“碱浸”过程中,铝片溶解反应的离子方程式为___________。实验室模拟“碱浸”后过滤的操作,需用到的硅酸盐仪器有___________。
(3)“还原”时,加入了,写出的电子式:___________。孤电子对数:___________(填“>”“<”或“=”)。
(4)“酸浸、还原”时,保持其他条件相同,搅拌相同时间,测得不同温度下镍、钴、锰的浸出率变化如图所示。60℃时浸出率达到最大,可能的原因是___________。
(5)“氧化”过程中发生反应生成、和,反应的离子方程式为___________。
(6)称取m g ,在隔绝空气条件下加热分解,测得固体的失重率()与温度的关系曲线如图所示。
则300~400℃时发生反应的化学方程式为___________。
【答案】(1)适当升高温度,适当增大NaOH的浓度
(2)①. ②. 烧杯、漏斗、玻璃棒
(3)①. ②. >
(4)温度低于60℃时,反应速率较慢;温度高于60℃时,分解反应速率较快
(5)
(6)
【分析】电池正极片由镍钴锰酸锂()正极材料和铝片,加入足量NaOH溶液,Al会溶解生成Na[Al(OH)4]溶液,过滤后滤渣进行硫酸酸浸,并加H2O2还原,得到含Ni2+、Li+、C2+、Mn2+等离子的溶液,通过分离,Ni2+和Mn2+最后变为MnO2和NiO,Li+、C2+加入(NH4)2C2O4沉钴后生成CC2O4,高温分解得到CO。
【小问1详解】
能够加快“碱浸”速率的措施有适当升高温度,适当增大NaOH的浓度等;
【小问2详解】
铝片与NaOH溶液反应生成H2和Na[Al(OH)4]溶液,溶解反应的离子方程式为;过滤需用到的硅酸盐仪器(玻璃仪器)有烧杯、漏斗、玻璃棒;
【小问3详解】
的电子式:,分子中有4个孤电子对,而N2H4分子中有两个孤电子对,故孤电子对数:>;
【小问4详解】
温度低于60℃时,反应速率较慢;温度高于60℃时,分解反应速率较快,故60℃时浸出率达到最大;
【小问5详解】
与(NH4)2S2O8发生反应生成、和,离子方程式为:;
【小问6详解】
设为1ml,质量为183g,300℃时失重的质量为183g=36,说明失去了2个结晶水,此时化学式为,到400℃时,剩余的固体质量为183g=75,刚好为1mlCO的质量,因此说明300~400℃时分解生成了CO,化学方程式为:。
18. 过渡金属在生活、生产中至关重要。铁用于建筑和制造汽车,铜广泛应用于电气行业,钛合金应用于航空、航天等领域。
(1)铁(Fe)、钴(C)、镍(Ni)均为第四周期第VII族的元素,称为铁系元素,铁系元素能与CO形成、等金属羰基化合物。
①C位于元素周期表的___________区;基态C原子的核外电子排布式为___________。
②已知:室温下,为浅黄色液体,沸点为103℃,易溶于非极性溶剂。则的晶体类型为___________;1 ml 中含有的σ键与π键的数目之比为___________。
③的一种配离子中,的配位体为___________。该配离子中的H-N-H键角___________(填“大于”“小于”或“等于”)独立存在的气态的H-N-H键角,原因为___________。
(2)通过氮掺杂得到,二者结构如图所示。
晶胞中Ti的配位数为___________,晶体中a=___________。
【答案】(1)①. p ②. ③. 分子晶体 ④. 1︰1 ⑤. 、 ⑥. 大于 ⑦. 两者中N均为杂化,有一对孤电子对,中的N上无孤电子对,杂化方式相同时,孤电子对数越多,键角越小
(2)①. 6 ②.
【小问1详解】
①碳是6号元素,核外电子排布式,位于元素周期表p区, C是26号元素,基态C原子核外电子排布式为,故答案为:p;;②室温下,为浅黄色液体,沸点为103℃,易溶于非极性溶剂,可以推断构成的微粒是分子,属于分子晶体,单键为σ键,双键钟有一个σ键,一个π键,三键中有一个σ键,两个π键,分子中存在5个配位键,配位键也属于σ键,CO分子内部有一个 σ键,两个π键,则分子内σ键和π键个数均为10,其个数比为1:1,故答案为:分子晶体;1:1;③由配离子的结构可知:配体为、;孤对电子的斥力大于成键电子对,两者中N均为杂化,氨气中有一对孤对电子中的N上无孤电子对,杂化方式相同时,孤电子对数越多,键角越小,故答案为:两者中N均为杂化,氨气中有一对孤对电子中的N上无孤电子对,杂化方式相同时,孤电子对数越多,键角越小。
【小问2详解】
①由晶胞的结构可知Ti被上下、左右、前后的O围成了正八面体,则Ti周围最近的且距离相等的O的个数是6,则Ti的配位数为 6,由的晶胞结构可知,氮掺杂反应后,有3个氧空穴,O原子位于6个楞上,6个面上,1个在体内,氧原子个数为,N原子一个在面上,一个在棱上,N原子个数为,Ti原子在晶胞的8个顶点4个面心和1个在体内,则Ti原子个数为,则有Ti:O:N=,该晶体化学式为:,则有,,故答案为:6;。
纯净物
混合物
碱
盐
A
矿泉水
空气
NaCl
B
水银
云雾
C
氧气
碱石灰
纯碱
D
液氯
冰水混合物
生石灰
小苏打
选项
性质差异
影响因素
A
键角:小于
电负性差异
B
硬度:SiC>Si
晶体类型
C
沸点:对羟基苯甲醛>邻羟基苯甲醛
氢键作用
D
热稳定性:
范德华力作用
A.干燥气体
B.收集
C.收集NO气体
D.除去中的HCl
实验操作
现象
结论
A
相同温度下,将大小相同的钠块分别加入水、醋酸、乙醇中
生成氢气的速率:醋酸>水>乙醇
三种电解质电离出的能力:醋酸>水>乙醇
B
向某无色溶液中滴加盐酸后,将生成的无色气体通入品红溶液中
品红溶液褪色
无色溶液中可能含有或
C
向溶液中滴加足量浓硝酸,将产生的气体通入溶液中
溶液中出现白色沉淀
非金属性:
D
将Cu与浓硫酸反应后的混合液冷却至室温,再向其中加入蒸馏水
溶液变蓝
有生成
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