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PAGEPAGE15课时作业30物质的制备及性质探究时间:60分钟一、单项选择题(每小题只有一个选项符合题意)1.(2024·北京石景山区检测)试验室制备硝基苯时,经过配制混酸、硝化反应(50~60℃)、洗涤分别、干燥蒸馏等步骤。下列图示装置和原理能达到目的的是(C)解析:浓硫酸密度较大,为防止放热导致的酸液飞溅,配制混酸时应将浓硫酸加到浓硝酸中,A项错误;制备硝基苯时,反应温度为50~60℃,为限制反应温度应用水浴加热,B项错误;硝基苯不溶于水,分别有机层应用分液的方法,C项正确;蒸馏硝基苯时,冷凝管中加入水的方向错误,为充分冷凝,应从下端进水,D项错误。2.(2024·辽宁沈阳东北育才学校模拟)下列试验方案不能达到试验目的的是(C)A.图甲装置:Cu和浓硝酸制取NOB.图乙装置:试验室制备Cl2C.图丙装置:试验室制取乙酸乙酯D.图丁装置:试验室分别CO和CO2解析:本题主要考查NO、Cl2、乙酸乙酯的制备及气体的分别装置。Cu和浓硝酸反应生成NO2,NO2和H2O反应生成NO,可制取NO,A可达到目的;浓盐酸和高锰酸钾溶液反应生成氯气,用向上排空气法收集氯气,氯气可与氢氧化钠反应,用NaOH溶液进行尾气汲取,B可达到目的;乙酸乙酯在NaOH溶液中会发生水解反应,右侧试管中应选用饱和碳酸钠溶液,C不能达到目的;要将CO和CO2分别,先将混合气体通过足量纯碱溶液汲取CO2,经浓硫酸干燥后可先收集到干燥的CO,而后滴加稀硫酸,再将生成的CO2用浓硫酸干燥,从而收集到纯净的CO2,D可达到目的。3.(2024·湖南邵阳二中月考)利用下列有关试验装置进行的相应试验,能达到试验目的的是(B)A.用图①所示装置制取少量纯净的CO2气体B.用图②所示装置验证镁和盐酸反应的热效应C.用图③所示装置制取并收集干燥纯净的NH3D.用图④装置制备Fe(OH)2并可保证能视察到白色沉淀的时间较长解析:本题主要考查物质的制备与性质的验证。图①所示装置是依据启普发生器原理设计的,纯碱是易溶于水的粉末,不能用于限制反应的发生与停止,且产物中混有HCl杂质,A错误;镁和盐酸反应放热,使具支试管内的气体压强增大,U形管中右边的水柱上升,B正确;NH3的密度比空气小,应采纳向下排空气法收集,C错误;酒精与水以随意比例互溶,起不到隔绝空气的作用,应采纳苯或者汽油,D错误。4.用电石(主要成分是CaC2,含杂质CaS、Ca3P2等)与水反应制备难溶于水的C2H2,反应为CaC2(s)+2H2O(l)=Ca(OH)2(s)+C2H2(g)ΔH<0,该反应的速率很快,其中杂质也能与水反应,生成H2S、PH3等气体。通过排水量气法测定CaC2的质量分数,装置如图。已知24CuSO4+11PH3+12H2O=8Cu3P↓+3H3PO4+24H2SO4。下列说法不正确的是(B)A.饱和食盐水能降低电石和水反应的速率B.分液漏斗可以换成长颈漏斗C.CuSO4溶液的作用是除掉H2S、PH3气体D.反应结束马上读数,则测得CaC2的质量分数偏高解析:饱和食盐水代替水可以降低电石和水的反应速率,故A正确;运用长颈漏斗不易限制滴加速度,故B错误;由题意知乙炔气体中混有H2S和PH3杂质,用CuSO4溶液可除去这些杂质气体,故C正确;乙炔难溶于水,通过排水量气法可以测定产生乙炔的体积,在读数时,要复原至室温再读数,且保证量筒内液面和集气瓶液面高度一样,若反应结束后马上读数,则测得的V(乙炔)大于实际值,故碳化钙含量的测定值偏高,D正确。5.(2024·山西晋中适应性考试)氢化锂(LiH)在干燥的空气中能稳定存在,遇水或酸猛烈反应,能够引起燃烧。某化学科研小组打算运用下列装置制备LiH固体。下列说法正确的是(C)A.上述仪器装置按气流从左到右连接依次为e接d,c接f,g接a,b(f和g调换也可以)B.试验中所用的金属锂保存在煤油中C.在加热D处的石英管之前,应先通入一段时间氢气,排尽装置内的空气D.干燥管中的碱石灰可以用无水CaCl2代替解析:本题主要考查LiH固体的制备装置。由题知LiH在干燥的空气中能稳定存在,遇水或酸猛烈反应,能够引起燃烧,首先要制得干燥的H2,然后H2和Li发生反应生成LiH,利用C装置制备氢气,用装置A中的碱石灰除去氢气中的氯化氢和水蒸气,通入装置D中和锂加热反应生成氢化锂,后接装置B,防止空气中的水蒸气和二氧化碳进入装置D,装置从左到右连接依次为e接a,b接f,g接d,c(f和g依次可以调换),A错误;金属锂的密度比煤油小,不能保存在煤油中,应保存在石蜡中,B错误;由LiH的性质可知,在制备LiH前要先将装置内的空气排尽,故在加热D处的石英管之前,应先通入一段时间氢气,防止加热时锂燃烧,也防止氢气与氧气发生爆炸,C正确;装置A中的碱石灰用于除去氢气中的氯化氢和水蒸气,用无水CaCl2只能除去水蒸气,无法除去HCl,D错误。6.(2024·广东深圳调研)用CuCl2·2H2O晶体制取无水CuCl2的试验装置如图所示,下列说法错误的是(D)A.通入HCl可以抑制CuCl2的水解B.先滴入浓硫酸,再点燃c处酒精灯C.硬质玻璃管内部右侧会出现白雾D.装置d中上层为苯,下层为NaOH溶液解析:本题主要考查制取无水CuCl2的试验流程。Cu2+水解显酸性,故通入HCl可抑制Cu2+水解,A正确;先滴入浓硫酸,使产生的HCl将装置中的空气排出,再点燃c处酒精灯,B正确;硬质玻璃管内部充溢了HCl气体,HCl气体极易溶于水,遇水蒸气出现白雾,C正确;若上层为苯,下层为NaOH溶液,导管插入下层NaOH溶液中会倒吸,应将NaOH溶液置于上层,下层为CCl4,D错误。7.(2024·四川绵阳诊断)如图装置可用于验证气体的某些化学性质,所得现象和结论均正确的是(C)气体试剂现象结论ACH2=CH2溴水溶液褪色C2H4能与Br2发生取代反应BCO2BaCl2溶液产生白色沉淀CO2能与可溶性钡盐反应CCl2FeCl2溶液溶液变为棕黄色氧化性:Cl2>Fe3+DSO2KMnO4溶液溶液褪色SO2有漂白性解析:将乙烯通入溴水中,乙烯和溴发生加成反应而使溴水褪色,A项错误;将CO2通入氯化钡溶液中,二者不发生反应,没有明显现象,B项错误;将氯气通入氯化亚铁溶液中,发生反应2FeCl2+Cl2=2FeCl3,溶液由浅绿色变为棕黄色,说明氧化性:Cl2>FeCl3,C项正确;将二氧化硫通入高锰酸钾溶液中,溶液褪色体现的是二氧化硫的还原性,D项错误。8.(2024·安徽合肥质检)依据下列试验及其现象,所得出的结论合理的是(D)选项试验现象结论A用pH试纸分别检验等浓度的Na2CO3溶液和NaCl溶液前者试纸变蓝非金属性:Cl>CB向CuSO4溶液中通入H2S生成黑色沉淀酸性:H2S>H2SO4C向某钠盐中滴加盐酸,产生的气体通入品红溶液品红溶液褪色该钠盐为Na2SO3或NaHSO3D向有机物X中滴入酸性KMnO4溶液KMnO4溶液紫色褪去X不肯定能发生加成反应解析:Na2CO3是强碱弱酸盐,NaCl是强碱强酸盐,前者试纸变蓝,则酸性:H2CO3<HCl,但不能据此比较C和Cl的非金属性强弱,应通过元素的最高价氧化物对应水化物的酸性强弱来确定非金属性大小,A项错误;该反应不能说明H2S酸性强于硫酸,B项错误;能使品红溶液褪色的气体不肯定是SO2,也可能是Cl2,故钠盐也可能是NaClO3或NaClO等,C项错误;—OH、—CHO、、—C≡C—等都能被酸性KMnO4溶液氧化,从而使酸性KMnO4溶液褪色,故X不肯定能发生加成反应,D项正确。二、不定项选择题(每小题有一个或两个选项符合题意)9.Cl2O是具有猛烈刺激性气味的黄棕色气体,是一种强氧化剂,易溶于水且会与水反应生成次氯酸,与有机物、还原剂接触或加热时会发生燃烧并爆炸。一种制取Cl2O的装置如图所示。已知:Cl2O的熔点为-120℃,沸点为2.0℃,Cl2的沸点为-34.6℃;HgO+2Cl2=HgCl2+Cl2O。下列说法不正确的是(AC)A.装置②、③中盛装的试剂依次是浓H2SO4和饱和食盐水B.通入干燥空气的目的是将生成的Cl2O稀释,以削减爆炸危急C.从装置⑤中逸出的气体的主要成分是Cl2OD.装置④与⑤之间不用橡皮管连接,是为了防止橡皮管燃烧和爆炸解析:因Cl2O易溶于水且会与水反应生成次氯酸,故装置②、③中盛装的试剂应依次是饱和食盐水、浓硫酸,从而对Cl2进行除杂、干燥,故A项错误;通入干燥空气的目的是将生成的Cl2O稀释,以削减爆炸危急,B项正确;由各物质的沸点可知,Cl2O在装置⑤中转化为液态,最终逸出来的气体为空气及过量的Cl2,故C项错误;因Cl2O与有机物、还原剂接触会发生燃烧并爆炸,为了防止橡皮管燃烧和爆炸,④与⑤之间不用橡皮管连接,故D项正确。10.(2024·广东深圳调研)NiSO4·6H2O易溶于水,其溶解度随温度上升明显增大。以电镀废渣(主要成分是NiO,还有CuO、FeO等少量杂质)为原料制备该晶体的流程如下,下列说法错误的是(A)A.溶解废渣时不能用稀盐酸代替稀H2SO4B.除去Cu2+可采纳FeSC.流程中a~b的目的是富集NiSO4D.“ⅰ操作”为蒸发浓缩、冷却结晶解析:本题考查从电镀废渣中获得NiSO4·6H2O的工艺流程分析。滤液Ⅰ中含有Ni2+,在除去Cu2+和Fe2+后加入Na2CO3溶液生成NiCO3沉淀,所以溶解废渣时若用稀盐酸代替稀H2SO4对NiSO4·6H2O的制备不会有影响,故A错误;CuS比FeS更难溶,向含有Cu2+的溶液中加入FeS,会发生沉淀的转化生成CuS,故B正确;NiSO4与Na2CO3反应生成NiCO3沉淀,然后过滤,再加适量稀硫酸溶解又生成NiSO4,这样可提高NiSO4的浓度,所以流程中a~b的目的是富集NiSO4,故C正确;该晶体为结晶水合物,且溶解度随温度上升明显增大,从溶液中得到该晶体的试验操作为蒸发浓缩、冷却结晶,故D正确。11.下列试验操作可以达到试验目的的是(BD)试验操作试验目的A将5mL0.01mol·L-1KSCN溶液加入到5mL0.005mol·L-1FeCl3溶液中,再加入少量KCl固体,视察溶液颜色改变验证浓度对化学平衡的影响B将硫酸亚铁样品溶于稀硫酸后,滴加KSCN溶液,视察溶液是否变红检验硫酸亚铁样品是否发生变质C向2mL10%的CuSO4溶液中滴入4~6滴2%的NaOH溶液,振荡后加入0.5mL葡萄糖溶液验证葡萄糖具有还原性D向3mL无水乙醇中边振荡边缓慢加入2mL浓硫酸,再加入2mL乙酸配制反应液以制备乙酸乙酯解析:KSCN与FeCl3反应的实质是3SCN-+Fe3+Fe(SCN)3,增大溶液中K+和Cl-浓度,对该平衡无影响,A项错误;将硫酸亚铁样品溶于稀硫酸,若FeSO4变质会生成Fe2(SO4)3,可以用KSCN溶液检验,B项正确;配制Cu(OH)2悬浊液时应向过量的NaOH溶液中滴入少量CuSO4溶液,而该试验中CuSO4溶液过量,无法验证葡萄糖具有还原性,C项错误;制备乙酸乙酯时,先向无水乙醇中缓慢加入浓硫酸,并不断振荡,再加入乙酸,最终加热反应即可,D项正确。12.(2024·抚顺模拟)依据反应2NaIO3+5SO2+4H2O=I2+3H2SO4+2NaHSO4,利用下列装置从含NaIO3的废液中制取单质碘的CCl4溶液并回收NaHSO4。其中装置正确且能达到相应试验目的的是(B)A.①②③④ B.①②③C.②③④ D.②④解析:①浓硫酸在加热条件下与铜反应制取SO2,装置正确且能达到相应试验目的;②气体和液体反应,有防倒吸装置,装置正确且能达到相应试验目的;③用四氯化碳从废液中萃取碘,静置后分液,装置正确且能达到相应试验目的;④蒸发溶液时用蒸发皿,而不应用坩埚,装置错误,不能达到试验目的;故B项正确,答案选B。三、非选择题13.(2024·江西南昌模拟)KI用于分析试剂、感光材料、制药和食品添加剂等。制备原理如下:反应①3I2+6KOH=KIO3+5KI+3H2O;反应②3H2S+KIO3=3S↓+KI+3H2O。依据下列试验过程,请回答有关问题:(1)启普发生器中发生的化学反应方程式为ZnS+H2SO4=H2S↑+ZnSO4,用该装置还可以制备H2(或CO2)(填一种气体化学式)。(2)关闭启普发生器活塞,打开滴液漏斗的活塞,滴入30%的KOH溶液,待视察到固体I2溶解,形成无色溶液(填现象),停止滴入KOH溶液;然后打开启普发生器活塞,通入气体(填操作),待KIO3混合液和NaOH溶液气泡速率接近相同时停止通气。(3)滴入硫酸溶液,并对KI混合液水浴加热,其目的是使溶液酸化并加热,有利于H2S逸出,从而除去H2S。(4)把KI混合液倒入烧杯,加入碳酸钡,在过滤器中过滤,过滤得以的沉淀中除含有过量碳酸钡外,还有硫酸钡和硫,其中加入碳酸钡的作用是除去多余的硫酸。合并滤液和洗液,蒸发至析出结晶,滤出的晶体经干燥得成品。(5)假如得到3.2g硫单质,则理论上制得的KI为33.2g。解析:本题主要考查KI的制备与含量计算,涉及的学问点有化学方程式书写、现象描述、试验操作、物质分别、产物质量计算等。(1)启普发生器用于制备H2S,化学方程式为ZnS+H2SO4=H2S↑+ZnSO4;启普发生器为固体与液体不加热的制气装置,用该装置还可以制备H2、CO2等。(2)关闭启普发生器活塞,打开滴液漏斗的活塞,滴入30%的KOH溶液,发生反应①3I2+6KOH=KIO3+5KI+3H2O,固体I2溶解形成无色溶液,停止滴入KOH溶液;然后通入H2S,完成反应②3H2S+KIO3=3S↓+KI+3H2O。故该操作为打开启普发生器活塞,通入气体,待KIO3混合液和NaOH溶液气泡速率接近相同时停止通气。(3)滴入硫酸溶液使溶液酸化,并对KI混合液水浴加热,目的是使溶液酸化并升温,有利于H2S逸出,从而除去H2S。(4)反应②中生成了硫单质,即沉淀中还有S;加入碳酸钡的作用是除去多余的硫酸。(5)依据反应①②可得关系式:S~2KI,则eq\f(32,3.2g)=eq\f(2×166,mg),解得m=33.2。14.(2024·四川雅安中学月考)芳香酸是分子中羧基与苯环干脆相连的一类有机物,通常利用氧化芳香烃的方法来制备。反应原理如下:相关反应试剂、产物的有关物理性质如下:主要试验装置和流程如下:试验方法:将肯定量的甲苯和KMnO4溶液置于图1装置中,在90℃条件下,反应一段时间后,停止反应,按如下流程分别出苯甲酸并回收未反应的甲苯。(1)白色固体B的主要成分的分子式为C7H6O2。操作Ⅱ为蒸馏。(2)假如滤液呈紫色,需加入亚硫酸氢钾,目的是除去未反应的KMnO4。(3)下列关于仪器的组装或者运用正确的是AB。A.抽滤可以加快过滤速度,得到较干燥的沉淀B.安装搅拌器时,搅拌器下端不能与三颈烧瓶底部、温度计等接触C.冷凝管中水的流向是上进下出(4)纯度测定:称取2.440g产品,配成100mL溶液,取其中25.00mL溶液,用KOH标准溶液进行滴定,消耗KOH的物质的量为4.5×10-3mol。产品中苯甲酸的质量分数为90%。解析:将肯定量的甲苯和KMnO4溶液在90℃条件下反应一段时间后,停止反应,按流程图分别出苯甲酸和回收未反应的甲苯,采纳分液的方法分别有机层和水层,有机层中含有甲苯,水层中含有苯甲酸钾,采纳蒸馏的方法得到无色液体A,A是甲苯,将水层用浓盐酸酸化后再蒸发浓缩,冷却,过滤,依据苯甲酸的溶解度知,得到的固体B是苯甲酸。(1)白色固体B的主要成分是苯甲酸,其分子式为C7H6O2;有机层中物质互溶且沸点不同,所以可以采纳蒸馏的方法分别出甲苯,则操作Ⅱ为蒸馏。(2)假如滤液呈紫色,说明KMnO4过量,需加入KHSO3,除去未反应的KMnO4,否则浓盐酸可能被氧化为氯气。(3)抽滤可以加快过滤速度,得到较干燥的沉淀,A项正确;为了防止搅拌器下端打坏三颈烧瓶底部或温度计,搅拌器下端不能与三颈烧瓶底部、温度计等接触,B项正确;冷凝管中水的流向与蒸气的流向相反,则冷凝管中水的流向是下进上出,C项错误。(4)设100mL溶液中苯甲酸的物质的量浓度为xmol·L-1,则25.00mL苯甲酸溶液中苯甲酸的物质的量为0.025xmol,C6H5COOH+KOH→C6H5COOK+H2O0.025xmol4.50×10-3mol0.025xmol=4.50×10-3mol,解得x=eq\f(4.50×10-3,0.025)=0.18,则100mL溶液中苯甲酸的质量为0.18mol·L-1×0.1L×122g·mol-1=2.196g,产品中苯甲酸的质量分数为eq\f(2.196g,2.440g)×100%=90%。15.(2024·河南郑州一测)钴的某些化合物与铁的化合物性质相像,某探讨性学习小组为探究钴的化合物的性质,进行了以下试验:已知:PdCl2溶液与CO反应产生Pd(黑)。Ⅰ.探究草酸钴的热分解产物(1)为探究草酸钴的热分解产物,按气体流淌方向,各装置的连接依次为:A→D→C→B。(2)能证明分解产物中有CO的化学方程式是PdCl2+CO+H2O=Pd↓+CO2+2HCl。(3)取3.66gCoC2O4·2H2O于硬质玻璃管中加热至恒重,冷却、称量,剩余固体的质量为1.5g,球形干燥管增重0.88g。则A中发生反应的化学方程式为CoC2O4·2H2Oeq\o(=,\s\up7(890~920℃))CoO+CO↑+CO2↑+2H2O↑。Ⅱ.探究Co(OH)2的还原性及Co(OH)3的氧化性取A装置所得固体溶解于稀H2SO4中得到粉红色溶液,备用。已知试剂颜色:CoSO4溶液(粉红色),Co(OH)2(粉红色),Co(OH)3(棕褐色)。试验记录如表:试验操作及现象试验分析试验1取少许粉红色溶液于试管中,滴加0.1mol·L-1NaOH溶液,生成粉红色沉淀,并将该沉淀分成两份试验2取一份试验1中所得的粉红色沉淀,加入3%的H2O2溶液,粉红色沉淀马上变为棕褐色反应的化学方程式为2Co(OH)2+H2O2=2Co(OH)3试验3向试验2得到的棕褐色沉淀中滴加浓盐酸,固体渐渐溶解,并有黄绿色气体产生反应的离子方程式为2Co(OH)3+6H++2Cl-=Cl2↑+2Co2++6H2O试验4取另一份试验1中所得的粉红色沉淀,滴加浓盐酸,粉红色沉淀溶解,未见气体生成酸性条件下,Cl2、Co(OH)2、Co(OH)3的氧化实力由大到小的依次是Co(OH)3、Cl2、Co(OH)2或Co(OH)3>Cl2>Co(OH)2解析:Ⅰ.(1)本试验的目的为探究草酸钴的热分解产物,由于CO可与PdCl2溶液反应生成黑色固体来推断CO是否存在,可通过碱石灰的质量改变来分析CO2是否存在,由于CO与PdCl2溶液反应也生成了CO2,故应先检验CO2是否存在,再检验CO是否存在,故装置的连接依次为A→D→C→B。(2)假如分解产物中有CO气体,则B装置中发生反应PdCl2+CO+H2O=Pd↓+CO2+2HCl。(3)3.66gCoC2O4·2H2O为0.02mol,依据钴元素守恒,可知剩余的1.5g固体为0.02molCoO,球形干燥管增加的质量即为CO2质量,即CO2的物质的量为0.02mol,依据碳元素守恒,还应生成0.02molCO,由各物质的量的关系可得出A中发生反应的化学方程式为CoC2O4·2H2Oeq\o(=,\s\up17(890~920℃))CoO+CO↑+CO2↑+2H2O↑。Ⅱ.A装置中所得固体为CoO,与稀硫酸反应生成粉红色CoSO4溶液;CoSO4溶液与NaOH溶液反应生成粉红色的Co(OH)2沉淀;由试验2知Co(OH)2与H2O2反应生成棕褐色的Co(OH)3,化学方程式为2Co(OH)2+H2O2=2Co(OH)3。由试验3知,Co(OH)3可将浓盐酸中的Cl-氧化为黄绿色的氯气,离子方程式为2Co(OH)3+6H++2Cl-=Cl2↑+2Co2++6H2O。由试验4知Co(OH)2与浓盐酸不能发生氧化还原反应;依据试验3和试验4可知,酸性条件下,Cl2、Co(OH)2、Co(OH)3的氧化实力由大到小的依次为Co(OH)3>Cl2>Co(OH)2。16.(2024·重庆诊断)氯化亚铜(CuCl)是有机合成中应用广泛的催化剂。它微溶于水,不溶于乙醇,露置于潮湿的空气中易被氧化,但在干燥的空气中稳定,见光会分解。试验室制备氯化亚铜的过程如下:Ⅰ.检查图甲装置气密性,依次向三颈烧瓶中加入铜丝、氯化铵、硝酸、盐酸,关闭K;Ⅱ.加热至50℃时停止加热,铜丝表面产生无色气泡,液面上方气体渐渐变为红棕色,气囊鼓起;Ⅲ.打开K,通入氧气,待气囊变瘪、瓶内红棕色气体消逝时关闭K,冷却至室温,制得NH4[CuCl2];Ⅳ.将液体转移至烧杯中用足量蒸馏水稀释,产生白色沉淀,过滤得氯化亚铜粗品和滤液;Ⅴ.粗品用95%乙醇洗涤、烘干得氯化亚铜。请回答下列问题:(1)试验室中CuCl的保存方法是干燥密闭,避光保存。(2)试验起先时,温度计显示反应液温度低于室温,主要缘由是氯化铵溶于水汲取了大量热量。(3)通入氧气的目的是将三颈烧瓶中的NO2转化为HNO3。为便于视察和限制产生O2的速率,制备氧气的装置最好选用B(填序号)。(4)三颈烧瓶中生成NH4[CuCl2]的总反应的离子方程式为3Cu+4H++6Cl-+NOeq\o\al(-,3)=3[CuCl2]-+NO↑+2H2O。步骤Ⅳ中产生白色沉淀的化学方程式为NH4[CuCl2]=CuCl↓+NH4Cl。(5)步骤Ⅴ中洗涤时试剂选用95%乙醇的缘由是既能除去CuCl表面附着的NH4Cl,又能快速挥发带走CuCl表面的水分,防止其被氧化。(6)CuCl纯度测定:称取样品0.25g置于预先放入30粒玻璃珠和10mL过量的FeCl3溶液的锥形瓶中,不断摇动;待样品溶解后,加50mL水和2滴指示剂;马上

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