高中化学人教版 (2019)必修 第二册第三节 无机非金属材料精品达标测试
展开一、单选题
1.硅及其化合物在材料领域中应用广泛。下列说法不正确的是
A.不能用石英坩埚加热熔融氢氧化钠固体
B.陶瓷、玻璃、水泥、水晶饰品等,都是硅酸盐产品
C.碳纳米管、氯化硅结构陶瓷等都是新型无机非金属材料
D.高岭土,若以氧化物形式可表示为
2.2021年12月8 日,中国科学院与科睿唯安向全球联合发布了《2021 研究前沿》报告,其中包含了化学与材料科学领域的热点前沿。下列有关材料的说法中正确的是
A.光洁莹润的“德化白瓷”(主要成分xK2O·yAl2O3·zSiO2)属于金属材料
B.晶体硅是制备光导纤维的原料
C.华为5G芯片巴龙5000的主要材料是二氧化硅
D.“天和核心舱”电推进系统中的腔体采用氮化硼陶瓷属于新型无机非金属材料
3.昆仑玉常用于制作奖牌等纪念品,其主要成分是由“透闪石”和“阳起石”组成的纤维状微晶结合体,其中透闪石的化学成分为Ca2Mg5Si8O22(OH)2.下列有关说法不正确的是
A.Ca2Mg5Si8O22(OH)2属于硅酸盐
B.昆仑玉是混合物,透闪石中Mg元素与Ca元素的质量比是3:2
C.透闪石的化学式写成氧化物的形式为:2CaO·5MgO·8SiO2·H2O
D.透闪石是一种新型无机非金属材料,易溶于水
4.下列说法正确的是
A.氮化硅陶瓷,光导纤维,石英玻璃都属于新型无机非金属材料
B.刚玉、金刚砂,红宝石、蓝宝石的主要成分是氧化铝
C.石英、硅石、水晶、珍珠、玛瑙主要成分都是SiO2
D.钾长石(K2Al2Si6O16)写成氧化物的形式为K2O·Al2O3·6SiO2
5.中国的瓷器驰名世界,传统陶瓷是以黏土[主要成分为Al2Si2O5(OH)4]等天然硅酸盐为主要原料烧成的制品。下列有关说法不正确的是
A.黏土也是制备玻璃的原料之一
B.黏土的主要成分可以表示为Al2O3·2SiO2·2H2O
C.陶瓷材料是人类应用最早的硅酸盐材料
D.传统陶瓷材料的成分与新型陶瓷材料的成分不同
6.新型材料广泛用于我国载人航天器,下列不属于新型无机非金属材料的是
A.氧化铝陶瓷B.高纯单晶硅C.石墨烯D.玻璃
7.北京冬奥会成功举办、神舟十三号顺利往返、“天宫课堂”如期开讲及“华龙一号”核电海外投产等,均展示了我国科技发展的巨大成就。下列相关叙述正确的是
A.冬奥会“飞扬”火炬所用的燃料为氧化性气体
B.飞船返回舱表层材料中的玻璃纤维属于金属合金材料
C.乙酸钠过饱和溶液析出晶体并放热的过程仅涉及化学变化
D.核电站反应堆所用铀棒中含有的与互为同位素
8.化学与生产、生活社会发展息息相关,下列说法错误的是
A.“”飞机身使用的复合材料——碳纤维和环氧树脂,属于新型无机非金属材料
B.嫦娥五号带回的“快递”——“月壤”中富含“完美能源”和互为同位素
C.“华为麒麟”手机中芯片的主要成分是单质硅
D.废弃的聚乙烯塑料属于白色垃圾,不可降解,不能使溴水褪色
9.下列可应用于磁悬浮技术的新型无机非金属材料是
A.水泥B.超导陶瓷C.橡胶D.玻璃
10.化学与生产,生活及科技发展有着紧密的联系。下列说法正确的是
A.战国水晶杯的主要成分是硅酸盐
B.空间站使用了石墨烯存储器,石墨烯与金刚石互为同位素
C.飞船返回舱表面是耐高温陶瓷材料,耐高温陶瓷材料属于传统无机非金属材料
D.清华大学打造的“天机芯”的主要成分与光导纤维不同
11.下列生活、生产中用到的材料属于新型无机非金属材料的是
A.玻璃钢B.纯碱
C.压电陶瓷D.钢化玻璃
12.下列有关新型无机非金属材料的说法中不正确的是( )
A.氧化铝陶瓷可用于制作假牙B.氧化铝陶瓷可用做半导体材料
C.氮化硅陶瓷可用于制陶瓷发动机D.光导纤维可用于能量传输、信息处理
13.下列说法不正确的是( )
A.新型无机非金属材料主要包括高温结构陶瓷、生物陶瓷、压电陶瓷等
B.新型无机非金属材料具有特殊的结构和性能
C.高温结构材料具有耐高温、耐酸碱腐蚀、硬度大、耐磨损等优点
D.传统无机非金属材料和新型无机非金属材料的主要成分都是硅酸盐
14.太空航天器常穿上用新型陶瓷材料制成的“外衣”,在穿越大气层时,能克服“热障”安全返回地面,这种外衣主要利用了材料的
A.绝缘性好B.密度大C.耐高温和隔热性好D.硬度大
15.我国的瓷器以“入窑一色,出窑万彩"的神奇窑变而著称。下列关于陶瓷的说法正确的是
A.瓷器中含有许多金属元素,因此陶瓷属于金属材料
B.高品质的白瓷晶莹剔透,属于纯净物
C.氮化硅陶瓷属于传统无机非金属材料
D.“窑变”是高温下釉料中某些金属化合物发生氧化还原反应导致的颜色变化
16.我国已跨入“互联网+”时代,而“互联网+”的建设离不开无机非金属材料硅。下列物品中用到硅单质的是( )
A.计算机芯片B.陶瓷餐具C.石英钟表D.光导纤维
17.光导纤维已成为信息社会必不可少的高技术材料。光导纤维的主要成分是( )
A.金刚石B.二氧化硅C.铝合金D.大理石
18.化学与生活、科技、社会发展息息相关。下列说法错误的是
A.“天和”核心舱中的霍尔推力器腔体采用的氮化硼陶瓷属于无机非金属材料
B.氨具有还原性,其催化氧化是工业制硝酸的基础,也是重要的人工固氮途径
C.用镁与反应可得到钛,该生产需要在稀有气体氛围和加热的条件下进行
D.2021年我国科学家首次实现了到淀粉的全合成,该技术有利于实现“碳中和”
19.开发新材料是现代科技发展的方向之一,下列有关材料属于新型无机非金属材料的是
A.AB.BC.CD.D
20.随着工业生产和社会发展对材料性能要求的提高,无机非金属材料成为高新技术领域的重要材料。下列说法不正确的是
A.很多硅酸盐产品中每个Si原子与4个O原子结合
B.水晶项链和石英钟均使用了二氧化硅
C.工业上利用硅的高熔点通过物理方法制得高纯硅
D.碳纳米管比表面积大、强度高,可用于生产传感器
21.2022年11月,第十四届中国国际航空航天博览会开幕,航展中的歼-20已全部换装“中国心”。在歼-20战斗机机身材料中属于有机高分子材料的是
A.玻璃纤维雷达罩B.聚碳酸酯舱盖C.钛合金主梁D.陶瓷尾喷管
22.杭州亚运会围绕“绿色、智能、节俭、文明”的理念,使用了多种材料,其中属于金属材料的是
A.铝合金炬身B.碳纤维器材C.麦秸秆衣架D.可降解塑料餐具
23.化学与人类的生产、生活密切相关,下列有关叙述正确的是
A.小米全自动扫拖一体机“T7PrO”搭载的骁龙八核芯片的主要成分是二氧化硅
B.我国新一代运载火箭长征八号使用的碳化硅陶瓷是新型无机非金属材料
C.氯气与二氧化硫混合使用可以提高漂白效果
D.水玻璃可用作制备木材防火剂的原料,是一种有机合成材料
24.下列物质中,不属于新型无机非金属材料的是
A.普通玻璃B.碳化硅陶瓷C.二氧化硅D.碳纳米管
25.材料是人类赖以生存和发展的物质基础,下列关于材料的说法不正确的是
A.陶瓷、玻璃、水泥等无机非金属材料,主要化学成分是硅酸盐
B.氮化硅陶瓷是新型无机非金属材料,具有耐高温抗氧化等优良性能
C.太阳能电池可采用二氧化硅制作,有利于环保节能
D.碳纳米材料主要包括富勒烯、石墨烯等,有广阔的应用前景
二、填空题
26.硅酸盐具有特殊的性质与应用,回答下列问题:
(1)硅酸盐材料是传统无机非金属材料,下列产品属于硅酸盐的是 (填序号)。
①玻璃;②陶瓷;③石英玻璃;④硅芯片;⑤光导纤维;⑥水泥;⑦砖瓦
(2)在水泥、玻璃的制备时,都需要的原料是 。
(3)磷酸钙陶瓷是一种新型无机非金属材料,可用于制造人造骨骼,这是利用了这类材料的___________(填字母)。
A.耐高温的特性B.电学特性C.光学特性D.生物功能
(4)向溶液中通入气体,现象是 ,化学方程式为 。
(5)我国成功地发射了嫦娥一号探测卫星,对月球土壤中14种元素的分布及含量进行探测。月球上的主要矿物有辉石、斜长石和橄榄石[Mg2Fe2SiO6]等,则橄榄石中铁为 价,斜长石的氧化物形式可表示为 ,辉石[CaMgSi2O6] (填“难”或“易”)溶于水。
27.N、Si、Al的化合物常用于制作新型无机非金属材料,如可用于制作光导纤维,AlN可用于制作耐高温材料,可用于制作生物陶瓷。
(1)光导纤维应避免与碱性物质接触,推测属于 氧化物。
(2)用氯化铝和氮气经气相反应可以制得AlN。
①AlN中N元素的化合价为 。
②在水溶液中,氯化铝与氨气反应无法制得AlN,用离子方程式解释 。
(3)用铝土矿(主要成分为)冶炼铝时,常用碱液浸取。写出与NaOH溶液反应的化学方程式 。
A.口罩中使用的聚丙烯熔喷布
B.宇航服中使用的合成纤维
C.“瑞雪祥云”礼仪服智能发热使用的石墨烯
D.飞机风挡使用的有机玻璃
参考答案:
1.B
【详解】A.石英的主要成分为二氧化硅,二氧化硅属于酸性氧化我能与氢氧化钠反应,所以能用石英坩埚加热熔融氢氧化钠固体,故A不选;
B.陶瓷、玻璃、水泥等都是硅酸盐产品,而水晶饰品得主要成分为二氧化硅,故选B;
C.无机非金属材料,是以某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、卤素化合物、硼化物以及硅酸盐、铝酸盐、磷酸盐、硼酸盐等物质组成的材料;所以碳纳米管、氯化硅结构陶瓷等都是新型无机非金属材料,故C不选;
D.根据将硅酸盐写成氧化物的形式:金属氧化物∙二氧化硅∙水,书写时注意原子守恒;因此高岭土以氧化物形式可表示为:,故D不选;
答案选B。
2.D
【详解】A.光洁莹润的“德化白瓷”(主要成分xK2O•yAl2O3•zSiO2)属于硅酸盐,硅酸盐属于无机非金属材料,A错误;
B.二氧化硅具有良好的光学特性,是制造光导纤维主要原料,晶体硅不具有此性质,B错误;
C.晶体硅为良好的半导体,是制造芯片主要原料,二氧化硅为绝缘体,不具有此性质,C错误;
D.氮化硼陶瓷耐高温,属于新型无机非金属材料,D正确;
故答案选D。
3.D
【详解】A.Ca2Mg5Si8O22(OH)2属于含钙镁化合物的复杂硅酸盐,A正确;
B.根据题干信息,昆仑玉主要成分是由“透闪石”和“阳起石”组成的纤维状微晶结合体,属于混合物,其中透闪石的化学成分为Ca2Mg5Si8O22(OH)2,Mg元素与Ca元素的质量比为24×5:40×2=3:2,B正确;
C.硅酸盐写成氧化物形式时,金属按照金属活动性顺序排列,接着是二氧化硅和水,则透闪石的化学式写成氧化物的形式为:2CaO·5MgO·8SiO2·H2O,C正确;
D.透闪石不是一种新型无机非金属材料,且难溶于水,D错误;
答案选D。
4.D
【详解】A.氮化硅陶瓷,光导纤维属于新型无机非金属材料,石英玻璃属于传统无机非金属材料,故A错误;
B.刚玉、红宝石、蓝宝石的主要成分是氧化铝,金刚砂的主要成分是碳化硅,故B错误;
C.石英、硅石、水晶、玛瑙主要成分都是SiO2,珍珠的主要成分为碳酸钙,故C错误;
D.钾长石(KAlSi3O8)属于硅酸盐,化学式中各原子个数加倍后改写成氧化物形式为K2O•Al2O3•6SiO2,故正D确;
故选D。
5.A
【详解】A.制备玻璃的主要原料是石英、石灰石与纯碱,不包括黏土,故A错误;
B.铝的氧化物为Al2O3,硅的氧化物为SiO2,氢的氧化物为H2O,则根据活泼金属氧化物较活泼金属氧化物 SiO2·H2O的顺序可知,Al2Si2O5(OH)4可改成Al2O3·2SiO2·2H2O,故B正确;
C.陶瓷材料是人类应用最早的硅酸盐材料,故C正确;
D.传统陶瓷主要采用天然的岩石、矿物、黏土等材料做原料,而新型陶瓷则采用人工合成的高纯度无机化合物为原料,在严格控制的条件下经成型、烧结和其他处理而制成具有微细结晶组织的无机材料,故D正确;
答案选A。
6.D
【详解】氧化铝陶瓷、高纯单晶硅、石墨烯都属于新型无机非金属材料,玻璃属于硅酸盐材料,硅酸盐材料属于传统的无机非金属材料,故D符合题意。
综上所述,答案为D。
7.D
【详解】A.氢气为燃料,作还原剂,故A错误;
B.玻璃纤维属于无机非金属材料,故B错误;
C.乙酸钠过饱和溶液析出晶体是乙酸钠从溶液中析出,属于物理变化,故C错误;
D.U和U,它们是质子数相同,中子数不同的核素,因此两者互为同位素,故D正确;
答案为D。
8.A
【详解】A.环氧树脂是有机物,不属于新型无机非金属材料,A错误;
B.质子数相同,中子数不同的原子互为同位素,则3He与4He互为同位素,故B正确;
C.Si单质是良好的半导体材料,可以做硅芯片,“华为麒麟980”手机中芯片的主要成分是单质硅,故C正确;
D.聚乙烯中不含碳碳不饱和键,所以不能和溴水发生加成反应,聚乙烯相对分子质量很大,聚乙烯中化学键不易断裂,所以不可降解,废弃的聚乙烯塑料属于白色垃圾,故D正确;
故答案选A。
9.B
【详解】A.水泥是传统无机非金属材料,A错误;
B.超导陶瓷是新型无机非金属材料,可应用于磁悬浮技术,B正确;
C.橡胶是有机高分子材料,C错误;
D.玻璃是传统无机非金属材料,D错误;
故选B。
10.D
【详解】A.水晶的主要成分是二氧化硅、不是硅酸盐,A错误;
B.石墨烯与金刚石是C元素的两种不同性质的单质,二者互为同素异形体、不互为同位素,B错误;
C.飞船返回舱表面是耐高温陶瓷材料,属于新型无机非金属材料,C错误;
D.“天机芯”的主要成分为单晶硅,光导纤维的主要成分为二氧化硅,二者不同,D正确;
故合理选项是D。
11.C
【详解】A.玻璃钢属于复合材料,故A错误;
B.纯碱是碳酸钠,不属于新型无机非金属材料,故B错误;
C.压电陶瓷是一种能够将机械能和电能互相转换的功能陶瓷材料,属于新型无机非金属材料,故C正确;
D.钢化玻璃属于传统无机非金属材料,故D错误。
答案选C。
12.B
【详解】A.氧化铝陶瓷属于新型无机非金属材料,氧化铝有特定的生物或生理功能的一类陶瓷材料,属生物陶瓷,可用于制作假牙,故A正确;
B.氧化铝陶瓷不导电,无法作半导体,故B错误;
C.氮化硅陶瓷属于新型无机非金属材料,是高温结构材料,可用于制造陶瓷发动机的受热面,故C正确;
D.光导纤维除了用于通讯外,还可用于能量的传输、信息处理等方面,故D正确;
故答案为B。
【点睛】考查无机非金属材料,注意传统和新型材料的优缺点,传统的无机非金属材料:如水泥、耐火材料、平板玻璃、仪器玻璃和普通的光学玻璃以及日用陶瓷、卫生陶瓷、建筑陶瓷、化工陶瓷和电瓷、搪瓷、磨料(碳化硅、氧化铝)、铸石、碳素材料、非金属矿(石棉、云母、大理石等).新型无机非金属材料主要有先进陶瓷、非晶体材料、人工晶体、无机涂层、无机纤维等,特别注意新型无机非金属材料如高温结构陶瓷(Si3N4陶瓷、SiC陶瓷)的主要成分不是硅酸盐。
13.D
【详解】A. 新型无机非金属材料是一些具有特殊组成、特殊结构、特殊功能的材料,主要包括高温结构陶瓷、生物陶瓷、压电陶瓷等,故A正确;
B. 新型无机非金属材料不但克服了传统的无机非金属材料的缺点,而且同时还具有了如能承受高温、强度较高,具有电学性能等若干优点,故B正确;
C. 高温结构材料属于新型的无机非金属材料,具有耐高温、耐酸碱腐蚀、硬度大、耐磨损、密度小等优点,故C正确;
D. 新型无机非金属材料如高温结构陶瓷(Si3N4陶瓷、SiC陶瓷)的主要成分不是硅酸盐,只有传统无机非金属材料才是硅酸盐,故D错误;
答案选D。
【点睛】传统无机非金属材料的主要成分是硅酸盐,新型无机非金属材料是一些具有特殊组成、特殊结构、特殊功能的材料。
14.C
【详解】因为航天器在穿过稠密的大气层返回地球的过程中与大气剧烈摩擦,产生高温,为了防止烧毁航天器,所以这种材料应具备耐高温的特点;还有要防止舱内温度过高导致对宇航员产生危险,这种材料还应具备隔热性好的特点,综上所述,故选C。
15.D
【详解】A.瓷器的主要成分为硅酸盐,则为无机非金属材料,故A错误;
B.瓷器的原料主要是黏土烧结而成,瓷器中含有多种硅酸盐和二氧化硅,是混合物,故B错误;
C.氮化硅陶瓷属于新型无机非金属材料,是高温结构材料,可用于制造陶瓷发动机的受热面,故C错误;
D.不同的金属氧化物颜色可能不同,在高温下,釉料中的金属化合物发生氧化还原反应导致颜色变化,故D正确;
答案为D。
16.A
【详解】A.硅单质是半导体材料,可以制计算机芯片,故A正确;
B.陶瓷餐具是硅酸盐产品,主要成分为硅酸盐,故B错误;
C.石英主要成分为二氧化硅,不是单质硅,故C错误;
D.光导纤维成分为二氧化硅,是硅的氧化物,不是单质硅,故D错误;
故答案选A。
17.B
【详解】二氧化硅具有良好的光学性能,制造光导纤维的主要原料是二氧化硅,故A、C、D错误,B正确;
故选B。
18.B
【详解】A.无机非金属材料是以某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、卤素化合物、硼化物以及硅酸盐、铝酸盐、磷酸盐、硼酸盐等物质组成的材料,氮化硼陶瓷由B、N元素组成,属于新型的无机非金属材料,故A正确;
B.氨具有还原性,催化氧化生成一氧化氮和水,是工业制硝酸的基础,但氨的催化氧化属于氮的化合物之间的转化,不属于氮的固定,故B错误;
C.用镁与反应可得到钛,该反应需要加热,稀有气体作为保护气,防止镁和钛被空气中的氧气氧化,故C正确;
D.到淀粉的全合成,转化为淀粉,淀粉属于有机高分子,所以技术有利于实现“碳中和”,故D正确;
故选B。
19.C
【详解】A.聚丙烯的结构简式为 ,属于有机高分子材料,A不符合题意;
B.合成纤维属于有机高分子材料,B不符合题意;
C.石墨烯完全由碳原子组成,属于无机非金属材料,C符合题意;
D.有机玻璃的成分为聚甲基丙烯酸甲酯,属于有机高分子材料,D不符合题意;
答案选C。
20.C
【详解】A.很多硅酸盐中每个Si原子与4个O原子结合,构成硅氧四面体,A正确;
B.水晶和石英的主要成分均为二氧化硅,B正确;
C.工业上由反应 可以制得粗硅,若要制得高纯硅,需继续利用化学方法进行提纯,C错误;
D.碳纳米管比表面积大、强度高,可用于生产传感器,D正确。
故选C。
21.B
【详解】A.玻璃纤维属于新型无机非金属材料,A不合题意;
B.聚碳酸酯属于有机高分子材料,B符合题意;
C.所有的金属单质和合金均为金属材料,钛合金属于金属材料,C不合题意;
D.陶瓷属于硅酸材料即传统无机非金属材料,D不合题意;
本题选B。
22.A
【详解】A.铝合金属于金属材料,故A正确;
B.碳纤维成分为碳,属于新型无机非金属材料,故B错误;
C.麦秸秆衣架材料成分是小麦秸秆,属于天然有机物,故C错误;
D.可降解塑料餐具属于有机合成材料,故D错误。
答案为:A。
23.B
【详解】A.硅是良好的半导体材料,可用于制造芯片,光纤的主要成分是二氧化硅,故A错误;
B.碳化硅陶瓷为耐高温陶瓷,属于新型无机非金属材料,故B正确;
C.氯气与二氧化硫混合使用发生氧化还原反应生成盐酸和硫酸,降低漂白效果,故C错误;
D.水玻璃是硅酸钠的水溶液,硅酸钠是无机物,则水玻璃不属于有机合成材料,故D错误;
故选:B。
24.A
【详解】A.普通玻璃属于传统无机非金属材料,A符合题意;
B.碳化硅陶瓷是新型无机非金属材料,B不符合题意;
C.二氧化硅是新型无机非金属材料,C不符合题意;
D.碳纳米管是新型无机非金属材料,D不符合题意;
故选A。
25.C
【详解】A.陶瓷、玻璃、水泥等无机非金属材料,主要化学成分是硅酸盐,A正确;
B.氮化硅陶瓷是新型无机非金属材料,具有耐高温抗氧化等优良性能,B正确;
C.太阳能电池可采用硅制作,有利于环保节能,C错误;
D.碳纳米材料主要包括富勒烯、石墨烯等,有广阔的应用前景,D正确。
故选C。
26.(1)①②⑥⑦
(2)碳酸钙或CaCO3
(3)D
(4) 生成白色沉淀 或
(5) +2 难
【详解】(1)玻璃、陶瓷、水泥、砖瓦的主要成分是硅酸盐,石英玻璃、光导纤维的主要成分是二氧化硅,硅芯片的是晶体硅。故答案为:①②⑥⑦;
(2)制备玻璃的原料是石灰石、纯碱、石英砂,制备水泥的原料是石灰石、黏土和其他辅助原料,所以共同的原料是黏土,故答案为:碳酸钙或CaCO3;
(3)“人造骨骼”所以是生物功能的特性。故答案为:D;
(4)向向溶液中通入气体,生成硅酸沉淀(二氧化碳量不同产物不同);故答案为:生成白色沉淀;或;
(5)橄石中Mg是+2价,Si是+4价,0是-2价,根据化合价代数和为0可判断铁为+2价,斜长石的氧化物形式可表示为,辉石是硅酸钙盐和硅酸镁盐,因此难溶于水;故答案为:+2、、难。
27.(1)酸性
(2) -3 Al3++3NH3∙H2O=3NH+Al(OH)3↓
(3)
【详解】(1)光导纤维应避免与碱性物质接触,说明二氧化硅能与碱性物质反应,SiO2属于酸性氧化物;
(2)①根据各元素的化合价之和等于0,铝显+3价,则AlN中N元素的化合价为-3价;
②在水溶液中,氯化铝与氨气反应无法制得AlN,原因是氨气溶于水形成氨水,氯化铝和氨水反应生成氢氧化铝和氯化铵,反应为:Al3++3NH3∙H2O=3NH+Al(OH)3↓;
(3)Al2O3与NaOH溶液反应生成偏铝酸钠和水,反应方程式为:。
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
B
D
D
D
A
D
D
A
B
D
题号
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
答案
C
B
D
C
D
A
B
B
C
C
题号
21
22
23
24
25
答案
B
A
B
A
C
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