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文档简介

2025-2026学年高考二轮精准复习

高考电化学选择题专项训练

典例一原电池

1.用热再生氨电池处理含Cl?+电镀废液的装置如图。该装置由电池部分和热再生部

分组成:电池部分中,a极室为(NHJ2SO4-NH3混合液,b极室为(NHJ2SO4溶液;

热再生部分加热a极室流出液,使[CU(NH3)J+分解。下列说法不正琥的是()

2+

B.a极的电极反应为:Cu-2e-+4NH3—[Cu(NH3)4]

2+2+

C.电池部分的总反应为:CU+4NH3—[CU(NH3)4]

D.该方法可以富集Cd+并产生电能,同时循环利用NH3

2.我国科学家最近发明了一种Zn-PbC)2电池,电解质为K2soQH2SO4^DKOH,由

a和b两种离子交换膜隔开(阳离子交换膜仅允许阳离子通过,阴离子交换膜仅允许阴

离子通过),形成A、B、C三个电解质溶液区域,其结构如图所示。下列有关说法错

误的是()

[Zn(OH)J

A.PbO2电极发生氧化反应

B.电池中,A区域的电解质为KOH

C.Zn电极的电极反应式为Zn-2e-+4OJT^[Zn(OH)4T

D.离子交换膜a为阳离子交换膜

3.新研制的锌一空气电池适宜用作城市电动车的动力电源,其原理如图。该电池放电

时Zn转化为ZnO。下列说法不正确的是()

A.Zn电极是该电池的负极

+

B.Zn电极的电极反应:Zn+H2O-2e—ZnO+2H

C.电池反应为:2Zn+O2-2ZnO

D.溶液中OH-向锌电极移动

4.一种微生物脱盐电池的装置如图所示,下列关于该装置的描述错误的是()

淡水

处理后废水।XtY

硫还福

负极一co2

生物膜CH3co0一1正极

值机物)IId

有机废水[空气(氧气)

海水

A.该电池不宜在高温条件下使用

+

B.负极反应为CH3COO+2H2O-8e-=2CO2T+7H

C.转移2moi电子,海水脱去氯化钠的质量是5.85g

D.X膜为阴离子交换膜、Y膜为阳离子交换膜

5.二氧化硫一空气质子交换膜燃料电池实现了制硫酸、发电、环保三位一体的结合,

其装置示意图如图所示:

HO

2fljr

--|i|-O(HO)

so?22

ab

下列说法错误的是()

A.电池工作时,质子由a极移向b极

B.b为电池正极

C.a极反应式为SO2-2,+H2O^SO;+2H+

D.理论上每吸收ImolSC^,b电极消耗的。2的体积为1L2L(标准状况)

6.新型Li-Mg双离子可充电电池是一种高效、低成本的储能电池,其工作原理如图

所示。下列说法错误的是()

Hgb-

FePO/LiFePO4

Mg、L/透过膜

电电

Bi版

ab

Li2so4、Li2so4

MgSO,溶液溶液

I

A.放电时,电极a发生氧化反应

B.放电时,电极b反应为:Li]TFePO4+xLi++xe-^LiFePC>4

C.充电时,II室Li2sO,溶液的浓度不变

D.充电时,电极a质量增加24g,电极b质量理论上减少7g

7.上海交通大学利用光电催化脱除SO?与制备H?。?相耦合,高效协同转化过程如图

所示(在电场作用下,双极膜中间层的H?。解离为OH-和H+,并向两极迁移)。

下列说法正确的是()

A.电流的移动方向为电极X-电解质溶液一电极Y

B.每消耗标准状况下22.4L氧气,转移4mol电子

C.当生成O.lmolH?。?时,负极区溶液质量增重13.2g

D.协同转化总反应:S02+2H2。+02-H2O2+H2SO4

8.微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置,其工作原理如图所

示。下列有关微生物电池的说法错误的是()

4ZZF<S>

微生物:102

I

•••

CHIO+HO

61262

厌氧反应:有氧反应

质子交换膜

A.“有氧反应”的电极反应式为:。2+2112。+4日=-4OH

B.微生物促进了反应中电子的转移

C.质子通过交换膜从负极区移向正极区

D.电池总反应为CGH^OG+G。?^=6CC)2+6H2。

9.微生物电池除去废水中CH3coeF的装置如图所示。下列说法正确的是()

石负载

3

[Fe(CN)6]-

生4

[Fe(CN)6]-

A.局温可以提图CH3coeF的去除速率

B.不锈钢表面发生了氧化反应

+

C.石墨电极表面发生的电极反应为:CH3COO-8e-+2H2O^2CO2T+7H

10.锌基液流电池储能技术具有成本低、安全性好、能量密度高等优点。一种碱性锌

2-

基液流电池的原理如图所示。已知:Zn(OH)2+2OH--[Zn(OH)4];电池在工作过

程中无沉淀或固体生成。下列有关说法错误的是()

1用电器卜

A.负极含锌元素的电极反应产物为[Zn(OH)4r

B.正极的电极反应式为O2+2H2。+4e--4OH

C.OH-从碳电极向锌电极迁移

D.电池工作时,转移0.4mol电子,溶液增重13.0g

11.硅镒电池是一种新型电池,其工作原理如图所示。下列说法错误的是()

宓M

舟n

。0

©2

S一

[®»

A.电池充电时,MnO2电极连接外接电源的正极

B.电池工作时,H+通过质子交换膜由Si@C电极区移向MM)?电极区

C.电池充电时,Si@C电极的电极反应式是SiO2+4e,4H+^Si+2H2。

D.放电时,导线上每通过0.2mol电子,正极区溶液的质量增加8.7g

典例二二次电池

12.下列四个常用电化学装置的叙述错误的是()

A.图I所示电池中,电流从铜片流出

B.图II所示干电池中锌皮作负极

c.图ni所示电池为二次电池,放电过程中硫酸溶液浓度减小o

D.图IV所示电池中正极反应为:O2+2H2O+4e-40H-

13.钻酸锂电池放电时示意图如图甲所示,其负极材料的一种晶胞结构如图乙所示。

/VWW885

•(

A/WW

钻氧层石墨层

(Li..CoO,)隔膜(LiCt)

下列说法错误的是()

+

A.电池充电时,阴极反应式:xLi+C6+xe-^LivC6

B.该晶胞中Li与C原子个数比为1:6

C.每个Li周围与它最近且等距的C的个数为8

D.负极组成材料石墨的导电性只能沿石墨平面的方向

14.中性铁硫液流二次电池以其储量丰富、成本低、安全性高、环境友好等优点引起

了人们的广泛关注,具有显著的实际应用潜力。其装置原理如图所示。下列有关说法

正确的是()

充电放电

A.放电时,M作负极

B.放电时,N的电极反应式为[Fe(CN)61+e--[Fe(CN)6]

C.充电时,M与电源的正极相连

D.充电时,每消耗0.1molS?一,生成0.2mol[Fe(CN)6r

15.LED产品的使用为城市增添色彩。如图是氢氧燃料电池驱动LED发光的一种装

置示意图。下列有关叙述正确的是()

a

b

氢氧燃料电池LED发光二极管

A.电路中的电子从负极经外电路到正极,再经过KOH溶液回到负极,形成闭合回路

+

B.通入。2的电极发生反应:O2+4e+4H—2H2O

C.电池放电后,电解质溶液中OH的物质的量浓度减小

D.a处通入氢气,b处通氧气,该装置将化学能最终转化为电能

16.采用惰性电极,设计双阴极三室微生物燃料电池(MFC)进行同步硝化和反硝化脱

氮产电的装置如图所示。下列说法不正确的是()

进水:NO;进水:的萄糖进水:NH;

A.电极N为燃料电池的负极

B.若乙室中消耗1mol葡萄糖,则理论上外电路可转移24mol电子

C.工作过程中H+由乙室分别向甲室和丙室迁移

D.丙室的好氧电极上得电子的微粒有O?和NH:

17.中国科学技术大学吴长征教授团队开发了一种可充电的氢氧燃料电池,示意图如

下。W为可充电电池的电解质介质之一,与氢气作用生成还原态WH,下列有关说法

正确的是()

A.充电时,A接外电源正极,发生氧化反应

B.根据反应顺序,W充当A极放电反应的催化剂

C.放电结束,A极区域pH减小

+

D.放电时,B的电极反应:O2+4e-+4H^H2O

18.全固态LiPON薄膜锂离子电池工作示意图如下,LiPON薄膜只允许Li+通过,电

下列说法正确的是()

A.放电时,a极发生还原反应

B.导电介质c可为Li2sO4溶液

C.放电时,当b极薄膜质量增加3.5g时,电路通过0.5mol电子

充电时,极反应为

D.bLi|1—XCoOz.,+xLi++xe-^LiCoO,z

典例三电解池

19.下列关于金属的腐蚀与防护说法正确的是()

A.图①中越靠底部铁棒腐蚀越严重

B.图②中往Fe电极区滴入2滴K31Fe(CN)6],产生蓝色沉淀

C.图③中使M成为原电池的正极,从而保护了钢铁输水管

D.图④中外接电源使钢铁表面腐蚀电流接近于零,从而保护了钢铁

20.铅蓄电池是常见的二次电池,其结构如下图所示,其中Pb作电池的负极,PbO2

作正极。下列关于该电池工作时的说法不无琥的是()

A.放电时Pb电极上有电子流出B.放电时Pb。?电极失去电子

C.H2SO4是电池的电解质溶液D.充电时是电能转化为化学能

21.一种海水中提取锂的电解装置如图所示。保持电源正负极不变,每运行一段时间

后,将电极1与4取下互换,电极2与3取下互换,实现锂的富集。下列说法不正确

的是()

-----------电源----------

储液槽电极1电极2电极3电极4

A.互换前电极2上发生的反应为Ag-e-+C「^=AgCl

B.互换后电极4发生的反应与互换前电极1发生的反应相同

C.理论上,电极1与电极4的质量之和保持不变

D.理论上,电路中通过1mole一时,右侧电解液质量增加7g

22.阅读以下材料,回答下列问题。

化石能源的过度开采和利用导致严重的环境问题和能源危机。可再生能源驱动的电催

化CO?还原产生高附加值有机物,可有效地实现碳中和能源转化。在众多的还原产物

中,甲酸盐是CO?电化学还原最具有市场竞争力和经济可行性的产物。开发高效的催

化剂具有重要研究价值,铜是CO2电还原反应生产多碳产物的唯一金属催化剂,氧化

铜(CuOj基催化剂能通过组成和结构工程调整目标产物的产率和选择性。

(1)采用CO2还原耦合甲醛氧化,可实现超低电压下两极同时制备甲酸盐。双极膜中

间层的H?。解离成H+和OH-,通电时分别向两极迁移。下列说法错误的是()

KHCO,溶液双极膜

A.BiOCl电极电势低于C%。电极

B.阳极的电极反应为HCHO-2e-+3OIT-HCOO-+2H2O

C.一段时间后,两电极室pH均减小

D.装置中生成ImolHCOCF时,双极膜内有2m01凡0解离

(2)不同价态的Cu(0、+0.5、+1)位点电还原CO2制C2H4反应过程如图所示。*表

示吸附在催化剂表面,下列说法错误的是()

AL

W.0

W

..5

瞿0.

也0

fwe

_0..5

-1.0

反应过程

A.0价Cu位点催化CO?还原的反应步骤与另两种价态Cu位点的反应步骤不同,但总

反应热效应相同

B.+1价Cu位点催化CO?还原反应过程中的速控步骤反应式为2*CH0-*OHCCHO,

生成了非极性键

C产物c2H4从+0.5价Cu位点表面解吸时放出的能量最少

D.适中的Cu氧化态(+0.5价)是最有利的

23.研究微生物燃料电池不仅可以获得高效能源,还能对工业污水等进行处理。利用

微生物燃料电池处理含硫废水并电解制备KIO3的原理如图所示,下列说法正确的是

()

光照

极PQ

M菌N

HO

2KOHKOH+I,A-冷却水

/

质子交换膜阳离子交换膜

-+

A.电极N处发生电极反应:S-6e+4H2O=SO;+8H

B.右侧电池中K+通过阳离子交换膜从P极移向Q极

C.光照强度大小不影响KIO3的制备速率

D.不考虑损耗,电路中每消耗1.5molC)2,理论上Q极可制得342.4gKK)3

24.在铜基配合物的催化作用下,利用电化学原理将CO2转化为含碳化合物X,装置

如图1所示。相同条件下,恒定通过电解池的电量,测得生成不同含碳化合物X的法

拉第效率(FE)

=Qx(生成X所需要的电量)

x随电压的变化如图2所示。下列说法正确

Q总(电解过程中通过的总电量)°

的是

A.装置工作时,阴极室溶液pH逐渐增大

B.U]V时,M电极上的还原产物为CO

C.U2V时,阴极室消耗气体与阳极室产生气体的物质的量之比为1:2

D.qv时,测得生成的〃9凡):“£2114)=7:4,则X=31

25.氯化法是破坏废水中氟化物(CN)较成熟的方法,广泛用于处理电镀厂、炼焦工

厂、金矿氟化厂等单位的含氧酸性废水。下列说法错误的是()

B.理论上消除imolCN,则右室产生H2的体积为44.8L(标况下)

C.工作时,H+由M极区通过质子交换膜移向N极区

+

D.工作时,左室中可发生反应:2CN―5cl2+4凡0—2CO2+N2+10Cr+8H

26.工业上用NaOH溶液吸收烟气中的S。?,将所得的Na2sO3溶液进行电解,可循环

再生NaOH,同时得到H2S。"其原理如下图所示(电极材料为石墨)。下列说法正确的

是()

稀NaOH溶液稀硫酸

A.b极区得到的产物只有氧气

B.图中a极要连接电源的正极

C.阳极发生的电极反应为SO:-2e-+2OH=SO^+H2O

D.标况下,若阴极产生L12L气体,则通过阴离子交换膜的离子所带电荷数为01NA

27.钠硒电池具有能量密度大、导电率高、成本低等优点。以C%xSe填充碳纳米管作

为正极材料(b)的一种钠硒电池工作原理如图所示,充放电过程中正极材料(b)立方晶

胞内未标出因放电产生的0价Cu原子。下列说法错误的是()

A.每个Ci^xSe晶胞中Se2~个数为4

B.放电时,a极电势比b极电势低

C.放电时,正极反应为Cu2_xSe+2Na++2e-=Na2Se+(2-x)Cu

D.充电时,每转移2moie\b极质量增加(82-64x)g

28.南开大学科研团队构筑了聚-1,4-慈醍/PbC>2酸碱混合的高工作电压电池体系,具

有优异的低温性能和卓越的循环稳定性,其工作原理如下图。下列说法正确的是()

离子交换膜a离子交换膜b

B.离子交换膜a为阴离子交换膜,放电时,SO:由中间室移向正极室

C.充电时,阴极室内pH保持不变

D.充电时,阳极质量每减小6.4g,电路中转移电子数为0.2NA

29.电化学合成是一种绿色高效的合成方法。如图是在酸性介质中电解合成半胱氨酸

和烟酸的示意图。下列叙述母误的是()

NHo

I

,CH3惰

山一a枷

S—CH—CH—COOH省

|■胱氨酸性

s—CH—CH—COOH电

-换

I极

NHo膜

COOHb

NH2烟酸

HS—CH—CH—COOH半胱氨酸

A.电极a为阴极

B.H+从电极b移向电极a

/^/COOH

+

C.电极b发生的反应为:/|+2H2O-6e-=|||+6H

D.生成3mol半胱氨酸的同时生成Imol烟酸

30.我国科学家设计了一种CO2+H2s协同转化装置,实现对天然气中CO2和H2s的高

效去除,装置如下图。其中电极分别为ZnO@石墨烯(石墨烯包裹ZnO)和石墨烯。

下列有关说法不正确的是()

A.ZnO@石墨烯电极连接光伏电池的负极

B.石墨烯区电极反应:EDTA-Fe2+-e-EDTA-Fe3+

C.协同转化的总反应式:CO2+H2SCO+H2O+S

D.金属导线上每转移Imol电子,CO2和H2s被去除的总体积约H.2L(标准状况)

典例四金属的腐蚀与防护

31.化学与我们的生活密切相关,下列说法错误的是()

A.对超快速化学反应的研究被形象地称为飞秒化学,昧=i()T4s

B.在船体上镶嵌锌块可以避免船体遭受腐蚀

C.研究发现在饮用水、食物或牙膏中添加氟化物能起到预防龈齿的作用

D.把铭、银等加入普通钢中制成不锈钢产品

32.如图是牺牲阳极法保护金属的实验装置图,烧杯内为经过酸化的3%NaCl溶液。

下列关于该装置的叙述错误的是()

A.铁作正极被保护

B.将zn换成Ag,也可以保护铁不被腐蚀

C.向试管中加入K31Fe(CN)6]溶液,无明显现象

D.正极反应式为2H++2^^凡T

33.古代青铜器的出土,体现了古代中国对人类物质文明的巨大贡献。青铜器埋藏会

产生多种锈蚀产物,其中CU2(0H)2c。3结构致密,可以阻止内部青铜继续被腐蚀,而

CU2(OH)3cl结构疏松膨胀,可使锈蚀很快蔓延。青铜锈蚀过程大致如图所示。

Cu3(OH),Cl/Cu2(OH))COlJg

A.千的锈证过程属于电化学腐蚀,负极的电极反应为Cu+C「-e--CuCl

B.青铜锈蚀过程I中C「浓度越大,腐蚀趋势越大

C.青铜锈蚀过程HI生成CMOH)3cl的化学方程式为

Cu2O+HC1+2H2OCu2(OH)3Cl+H2T

D.青铜器修复可用碳酸钠溶液浸泡一段时间,使其保存更长久

34.地下管道表面附着的硫酸盐会促进钢铁发生厌氧腐蚀,为减少腐蚀的发生,可使

钢管与外接电源相连,使其表面形成致密的FesO一下列说法错误的是()

直流电源

--------1।--------

////////////颔息〃///777~

H2辅助

Fe2+方厌氧菌

so7

A.钢管应与电源的负极相连B.电压过高有可能会加剧腐蚀

C.发生厌氧腐蚀会使土壤碱性增强D.厌氧腐蚀过程中有FeS生成

35.化学与生产、生活密切相关。下列说法错误的是()

A.钢柱在水下比在空气与水的交界处附近更易生锈

B.铜锡合金在湿润环境中比在干燥环境中更易生锈

C.航海船只的船底四周镶嵌锌块,利用原理是牺牲阳极保护法

D.误食可溶性领盐,可尽快用5%的Na2sO4溶液洗胃

36.深中通道是集“桥、岛、隧、水下互通”于一体的超级工程,其海底隧道是

国内首座采用钢壳混凝土组合结构建造的沉管隧道。下列说法不正确的是()

A.钢壳混凝土中的钢壳合金比纯铁硬度大

B.海水会引起钢壳锈蚀,钢壳锈蚀属于吸氧腐蚀

C.海水中发生化学腐蚀的速率大于电化学腐蚀的速率

D.在钢壳沉管的外层表面镀及保护钢壳,利用了牺牲阳极法

37.恒温条件下,用图1所示装置研究铁的电化学腐蚀,测定结果如图2所示。下列

说法正确的是()

nS

7no2

B

pH传感器压强传感器d

X5no1v

s

铁粉、炭粉s

3nO

空/3%氯化钠溶液o2(

,(PH=1.8)9

*0

40时0

/s

图2

图1

A.DE段溶液pH基本不变,说明腐蚀已经结束

B.AB段发生腐蚀的正极反应主要为2H++2片一凡T

C.CD段压强减小,说明只发生吸氧腐蚀

D.NaCl不参与电极反应,改用5%的NaCl溶液对腐蚀无影响

38.用如图所示装置及试剂对含碳铁粉在氯化钠溶液中的反应进行探究,测得保温瓶

中O,的体积分数及压强随时间的变化关系分别如图a、b所示。下列说法错误的是

氧气传感器

A.200s时,压强增大主要是因为产生了凡

B.实验过程中,铁失电子,被氧化

C.保温瓶内发生了放热反应

D.正极反应为2H2。+O2+4e-4OH

39.某兴趣小组通过数字化实验装置及试剂进行铁的电化学腐蚀实验探究,测定具支

锥形瓶中压强随时间变化关系以及溶氧量随时间变化关系,实验装置及数据记录如图

所示。下列说法正确的是()

(5..5

L54..50

a

s4.----------------------pH=2.0

w、.0

.5=pH=4.0

懈3.iA(300,3.4)PH=6.0

斐Z.0

Z.5

.0

100200300400500

t/s

溶氧量随时间变化的曲线

A.整个过程中,正极电极反应式为2H++2b—H2T

B.pH=2.0的酸溶液中,具支锥形瓶内只发生了析氢腐蚀

C.pH=4.0的酸溶液中,具支锥形瓶内既发生析氢腐蚀也发生吸氧腐蚀,且消耗的氧气

量与生成的氢气量基本相当

D.lLpH=6.0的酸溶液中,到A点整个电化学腐蚀转移的电子数为0.2x10-38

40.下列关于金属的腐蚀与防护说法不正确的是()

图③图④

A.图①中在轮船外壳上镶嵌锌块,可减缓船体的腐蚀速率

B.图②中往Fe电极区滴入2滴K3[Fe(CN)6,不产生蓝色沉淀

C.图③中运动器材表面涂环氧树脂涂层可减缓金属腐蚀

D.图④的海水中钢闸门发生吸氧腐蚀,正极的电极反应式为02+4田+4厂—2国0

典例五原电池与电解池的串联

41.某教授提出一种水性Zn-NC)2电化学电池,该电池可以有效捕获NO?,然后将其

转化为亚硝酸根离子,并利用自身电解制氨,原理如图所示,下列说法错误的是()

A•单位时间内,消耗西6n=5

B.电流方向:b—电解制氨装置一a-ZnCl2水溶液一b

C.为保证c极区溶液pH不变,当a极质量减少195g时,c极区应补充8moiH+

+

D.电解池的总反应为2NO2+2H2。+4H=2NH:+3O2f

42.浓差电池是利用电解质溶液浓度不同而产生电流的一类电池。学习小组以浓差电

池为电源,用如图所示装置从含NazCrO’的浆液中分离得到含Cr?。厂的溶液并制备

NaOH.下列说法错误的是()

Cu(I)Cu(H)惰性电极(I)惰性电极(H)

膜a“;!b膜c

_r

qmol-U1cmol•L-1NaSONaOH

224含NazCrO”浆液

Cust),溶液CUSO4溶液溶液稀溶液

A.起始加入的CUSO4溶液浓度:q<C2

B.膜a和膜b均适合选用阴离子交换膜

C.工作时,Na2sO,溶液质量减小、NaOH稀溶液质量增加

D.导线中通过Imole-,理论上电解池中两极共生成0.75mol气体

43.为了从海水中提取锂,某团队设计了图示的电解池。保持电源正负极不变,每运

行一段时间后,将电极1与4取下互换,电极2与3取下互换,实现锂的富集。下列

说法正确的是()

B.电路中电子的流向随电极互换而改变

C.理论上,电极1与电极4的质量之和保持不变

D.理论上,电路通过imol电子时,有0.5molLi+富集在右侧电解液中

44.回收利用工业废气中的CO?和SO?,实验原理示意图如下。

含CO2和

SO2的废气

下列说法不正确的是()

A.装置aNaHCC^溶液中{CO>c(H2CO3)

B.装置a中溶液的作用是吸收废气中的SO?

+

C.装置b中阴极反应式为CO2+2H+2e~HCOOH

D.通电一段时间后,装置b中阳极区溶液pH降低

45.华中科技大学研究者在Science报道了一种新型热敏结晶增强液态热化学电池,

可以给锂离子电池充电。离子(Gdm+)选择性地诱导Fe(CN):-结晶,Fe(CN):-与

Fe(CN)t之间的转化平衡被打破,产生电势差,锂离子电池反应为

LiSi+Li.CoO,H4S+LiCoO,。下列说法正确的是()

%l~x2放电2

冷端电极

非晶硅LiCoO:

。Fe(CN):-薄膜、,薄膜

a极导电b极

•Fe(CN):介质

。热敏性晶体

热端电极

A.电池冷端电极电势小于热端电极电势

B.电池热端的电极反应式为Fe(CN)g-+e-Fe(CN):-

C.充电过程中Li+通过UPON薄膜移向b极

D.充电时热端电极转移xmol电子,b极生成ImolLi]、CoC>2

46.电渗析法可以富集盐湖卤水中的锂,原理如图所示,其中料液中主要含有

Na+、Li\C「、SO;o下列说法错误的是()

石墨电极b

A.石墨电极a上的电极反应式为2H2。+2e--2OH+H,T

B.电解过程中,己室pH

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