第四章 非金屬及其化合物 

   第二講   富集在海水中的元素---氯

教學(xué)重點:氯氣的化學(xué)性質(zhì)。

教學(xué)難點:氯氣與水反應(yīng)、氯氣與NaOH溶液反應(yīng)。

知識梳理

一、 氯元素的原子結(jié)構(gòu)與自然界的存在

氯元素位于周期表__周期__族,在自然界中的主要存在形態(tài):___。全球海洋中含鹽___左右,主要為___、______。

二、 活潑的黃綠色氣體――氯氣

1、氯氣的實驗室制法 __色有__氣味的__體,__毒,易__,__溶于水,難溶于__。實驗室中應(yīng)怎樣聞氣體:                               

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2、氯氣的性質(zhì)

⑴氯氣的物理性質(zhì):                               。

⑵氯氣的化學(xué)性質(zhì):

由氯的原子結(jié)構(gòu)示意圖可知氯元素的性質(zhì)如何?進(jìn)而能否預(yù)測氯氣的化學(xué)性質(zhì)又怎樣?為什么?                                                                 。

① 與金屬單質(zhì)的反應(yīng):與鈉反應(yīng)方程式             ,F(xiàn)是                 。與

鐵反應(yīng)方程式                ,F(xiàn)象是          。與銅反應(yīng)方程式                    。現(xiàn)象是               。

② 與氫氣的反應(yīng):化學(xué)方程式:                   ,反應(yīng)現(xiàn)象:氫氣在氯氣中燃燒       ;氯氣與氫氣的爆炸實驗                  。

③Cl2 和紅磷反應(yīng):化學(xué)方程式:                            ,反應(yīng)現(xiàn)象       。

結(jié)論:分析以上反應(yīng)中氯元素價態(tài)的變化也可得知:氯氣是一種強(qiáng)氧化性物質(zhì),常氧化劑。

思考:在初中我們是如何定義燃燒的?現(xiàn)在通過氫氣與氯氣的燃燒實驗,你有什么新的認(rèn)識?

③ 與水的反應(yīng):

與水反應(yīng)的離子方程式:                             ,說明:氯氣與水反應(yīng)很微弱,且未可逆反應(yīng)。

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思考:1、氯水的成分 ?(氯水參加反應(yīng)時,能表現(xiàn)多種性質(zhì))2、氯水的保存方法?

④次氯酸的性質(zhì):

a、一元弱酸(比__弱)

b、強(qiáng)氧化性(__、__、__)

c、不穩(wěn)定(見光或受熱分解):化學(xué)方程式:                            。

⑤與堿的反應(yīng)

Cl2 + _NaOH --                              。(常用于除去多余氯氣)

離子方程式:                    。漂白液主要成分是           。

漂白粉的制法:                  。其主要成分:                ,有效成分:                。漂粉精的有效成分:           

漂白原理:ClO+ H = HClO(實際漂白者),Ca(ClO)2 +_HCl(。=                  。

Ca(ClO)2 +CO2 +H2O =                     。

思考:抗洪救災(zāi)中防疫部門,向災(zāi)民發(fā)放的漂白粉片或漂粉精用于飲用水消毒。漂粉精為何要密封保存在陰暗處?

三、 氯離子的檢驗

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1、填寫下列表格:

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2、原理:被檢液中滴入少量__酸化,再滴入__溶液,若產(chǎn)生__,則可斷定溶液中含有氯離子。不可用鹽酸酸化,酸化目的是防止(__、__、__、__)影響。

+ AgNO3(aq) → + 稀硝酸 →白色↓

解釋:Ag + Cl = AgCl↓

2Ag + CO32 = Ag2CO3↓ Ag2CO3 + 2H = 2Ag + H2O + CO2

疑難點撥

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一、擬鹵素和鹵素互化物

1. 與鹵素單質(zhì)的性質(zhì)相似,其原子團(tuán)是化合物中的陰離子,也有與鹵素陰離子相似的性質(zhì)。如:氰(CN)2 ,硫氰(SCN)2等物質(zhì),稱為擬鹵素。

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2. 不同的鹵素之間可以互相化合,形成一系列化合物,如IBr等,這類化合物稱為鹵素互化物,與鹵素單質(zhì)的性質(zhì)相似。

與水反應(yīng):IBr + H2O =HBr + HIO

與堿反應(yīng):IBr + 2NaOH = NaBr + NaIO + H2O其中非金屬性弱的鹵素顯正價。

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二、溴的制取

1、工業(yè)制溴(以海水為原料)

(1)通Cl2氣將化合態(tài)的溴氧化成單質(zhì)溴:Cl2 + 2 Br- = 2 Cl- + Br2

(2)以硫酸酸化,NaBr與NaBrO3發(fā)生反應(yīng),結(jié)果化合態(tài)的溴轉(zhuǎn)化為溴單質(zhì)

    5Br- + BrO3- + 6Hㄔㄔㄔ 3Br2 + 3H2O

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2、驗室制溴一般用NaBr、濃H2SO4、MnO2共熱,即:

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2NaBr + 2H2SO4(濃) + MnO2   Na2SO4 + MnSO4 + Br2 + 2H2O

    注意:鹵素單質(zhì)對橡膠制品有強(qiáng)腐蝕性,使用橡膠管時玻璃管要靠緊,使用橡膠塞時,要用鋁箔包住。

三、鹵素離子檢驗的實驗操作

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1.在第一支試管中加入氯化鈉溶液,然后滴加硝酸銀溶液,觀察實驗現(xiàn)象。

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2.接著再滴加稀硝酸,觀察實驗的現(xiàn)象。

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3.在第二支試管里加入溴化鈉溶液,然后滴加硝酸銀溶液,觀察實驗的現(xiàn)象。

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4.接著加入稀硝酸,再觀察實驗的現(xiàn)象。

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5.在第三支試管里加入碘化鉀溶液,接著滴加硝酸銀溶液,觀察實驗的現(xiàn)象。

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6.再加入稀硝酸,觀察實驗的現(xiàn)象。

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7.對比三只試管里面生成的沉淀的顏色,我們可以看到在三只試管里分別有白色、淺黃色、黃色的沉淀生成,而且這三種沉淀都不溶于稀硝酸。

在上述反應(yīng)中三只試管里面的氯離子、溴離子、碘離子分別與銀離子反應(yīng)生成了不溶性的氯化銀、溴化銀、碘化銀三種沉淀,并且三種沉淀都不溶于稀硝酸,

依此經(jīng)驗規(guī)則,鹵素單質(zhì)在有機(jī)溶劑中的溶解度要比在水中的溶解度大得多。根據(jù)這種特點,可以用與水不相混溶的有機(jī)溶劑把溴、碘等單質(zhì)從它們的水溶液中萃取出來。

溴和碘在不同溶劑中的顏色:

 

四氯化碳(比水重)

苯或汽油(比水輕)

黃→橙

橙→橙紅

橙→橙紅

深黃→褐

紫→深紫

淡紫→紫紅

需要說明的是,溴水、碘水由于濃度不同,其溶液的顏色可能相同也可能不同。但在有機(jī)溶劑中肯定不同,溴在有機(jī)溶劑中的顏色以“橙”為主,而碘則以“紫”為主。所以鑒別時,應(yīng)用有機(jī)溶劑萃取后,通過比較萃取層的顏色來區(qū)分溴和碘。

典例剖析

【例1】有關(guān)氯的敘述正確的是
  A.液氯和氯水是同一物質(zhì)   B.紅磷在氯氣中燃燒產(chǎn)生白色煙霧
  C.氯氣與水的反應(yīng)中氯是氧化劑,水是還原劑
  D.用氯制漂白粉是為了得到易貯存的漂白劑
  解析:液氯、氯水都是液體,但前者是純氯,后者是氯與水的混合物,時間延長氯水中還逐漸生成鹽酸和次氯酸,氯分子漸少,氯離子漸多。如果再有光照, 因分解也在漸少,出現(xiàn)氧氣和更多鹽酸。氯與水的反應(yīng)是氯分子中氯原子間發(fā)生的自身氧化還原,即歧化反應(yīng), 水雖然是反應(yīng)物,卻未參加氧化還原。A、C不正確。
  煙是分散在氣體中的固體小顆粒,霧是分散在氣體里的液體小珠滴。磷在氯氣里燃燒的產(chǎn)物三氯化磷是無色液體,可發(fā)霧;五氯化磷是淺黃色固體,能形成煙。漂白粉和氯都可以作為漂白劑、消毒劑,且氯更有效。但氯氣難貯存,又有劇毒,一般醫(yī)用、家用的漂白劑和消毒劑使氯氣是不合宜的,所以制成漂白粉便于貯存和使用。漂白粉保存得當(dāng),如密閉,以防止吸水和 而變質(zhì),可以存放較長時間。B、D正確。答案即B、D。
  【例2】 下列敘述中不正確的是

A. 顏色深淺: AgI>AgBr>AgCl     B. 還原性: HI>HBr>HF

C. 水溶液的酸性:HI>HBr>HCl>HF    D. 光敏性: AgF>AgCl>AgBr>AgI

解析:鹵素的化學(xué)性質(zhì)的變化是隨原子結(jié)構(gòu)有規(guī)律的變化――得e-能力減弱,單質(zhì)氧化性減弱,離子或氣態(tài)氫化物的還原性增強(qiáng),但穩(wěn)定性減弱。答案:D

【例3】 鑒別NaCl、NaBr、KI三種白色固體。

解答:

方法一:可用氯水鑒別。

把這三種物質(zhì)各取少量制成溶液,加入新制的氯水和汽油(或四氯化碳),振蕩,分層,使汽油層呈無色的是NaCl;使汽油層呈橙色的是NaBr;呈紫色的是KI。

方法二:可先用焰色反應(yīng)將KI區(qū)分出來。然后再將另外兩種物質(zhì)各取少量制成溶液,加入AgNO3溶液,有白色沉淀生成的是NaCl,有淺黃色沉淀生成的是NaBr。

方法三:直接加入AgNO3溶液。

分別取少量固體制成溶液,分別加入AgNO3溶液,有白色沉淀生成的是NaCl,有淺黃色沉淀生成的是NaBr,有黃色沉淀生成的是KI。

【例4】多原子分子氰(CN2)2 ,硫氰(SCN)2和(OCN)2的性質(zhì)與鹵素單質(zhì)相似,故稱為擬鹵素。它們可以生成酸和鹽(見表,表中X代表F、Cl、Br、I)。

 

鹵素

硫氰

物質(zhì)

X2

(CN)2

(SCN)2

(OCN)2

HX

HCN

HOCN

KX

KCN

KSCN

  (1)在表中①②③空格處應(yīng)該分別填寫_______、_________、_________。

  (2)完成下列反應(yīng)的化學(xué)方程式或離子方程式。

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四、“相似相溶”原理:分子極性相似的物質(zhì)可以互溶。

 

②(CN)2與KOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為:___________________________。

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③已知陰離子的還原性強(qiáng)弱為: 。寫出在NaBr與KSCN的混合溶液中加入(CN)2反應(yīng)的離子方程式________________________________。

解析:此題主要考查“運(yùn)用已學(xué)知識進(jìn)行類推思維的能力”。解題時可用熟知的Cl2、HCl、KCl等物質(zhì)作參照物。由還原性Br<CN<SCN,可推知氧化性Br2>(CN)2>(SCN)2,因而可判斷(CN)2只能與KSCN反應(yīng),不能與NaBr反應(yīng),亦即由物質(zhì)的氧化性和還原性的強(qiáng)弱,可以判斷氧化還原反應(yīng)能否發(fā)生。

答案:(1)氧氰;HSCN;KOCN。

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知能訓(xùn)練

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一、選擇題

1.海水中含量最多的離子是                                           (   )

A.鈉離子         B.氯離子        C.鈣離子          D.鎂離子

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2.下列關(guān)于氯水的敘述中,正確的是                                   (   )

    A.新制氯水中既有分子,又有離子

    B.新制氯水在光照的條件下,可以產(chǎn)生氣體,該氣體是氯氣

C.新制氯水中滴加硝酸銀溶液,沒有任何現(xiàn)象

D.新制氯水可以使干燥的布條褪色

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3.下列關(guān)于對燃燒現(xiàn)象的認(rèn)識中,不正確的是                           (   )

A.燃燒一定是氧化還原反應(yīng)                B.燃燒一定發(fā)光放熱

C.燃燒一定是化學(xué)反應(yīng)               D.燃燒一定有氧氣參與

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4.下列物質(zhì)中不會因見光而分解的是                                   (   )

A.HNO3            B.AgNO3          C.HClO           D.NaHCO3

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5.在含有離子的酸性溶液中,能夠大量存在的離子是                 (   )

A.AlO2-           B.CO32-           C.Cl-            D.SO42-

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6.自來水可以用氯氣消毒。如果實驗室中臨時沒有蒸餾水,可以用自來水配制某些急

需的藥品,但有些藥品若用自來水配制,則明顯會導(dǎo)致藥品變質(zhì)。下列哪些藥品不能用自來水配制                                                           (    )

A. Na2SO4         B.NaCl           C. AgNO3          D.AlCl3

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7.下列離子方程式中,正確的是                                       (   )

A.向氯化亞鐵溶液中通入氯氣         Fe2+Cl2     Fe3+2Cl-

B.氯氣通入冷的氫氧化鈉溶液中       Cl2+2OH-     Cl-+ClO-+H2O

C.鋁片跟氫氧化鈉溶液反應(yīng):         Al+2OH-=AlO2-+H2

D.金屬鋁溶于鹽酸中:              Al+2H=Al3+H2

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8.溴(Br)與氯同屬“鹵族”元素,其單質(zhì)在性質(zhì)上具有很大的相似性,但Cl2比Br2的活

潑性強(qiáng),下面是根據(jù)的氯性質(zhì)對溴的性質(zhì)的預(yù)測,其中不正確的是              (   )

    A.溴單質(zhì)常溫下為液態(tài),但極容易揮發(fā)為溴蒸氣

    B.溴單質(zhì)只具有氧化性

    C.溴原子外層有7個電子,在化學(xué)反應(yīng)中容易得1個電子,表現(xiàn)氧化性

    D.溴離子可以用酸性AgNO3溶液來檢驗 

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9.可以用于除去氯氣中水蒸氣的干燥劑是                               (   )  

A. 堿石灰       B.濃硫酸         C.無水氯化鈣     D.固體燒堿

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10.下列各組物質(zhì)中,僅用水及物質(zhì)間相互反應(yīng)就能區(qū)別的一組是          (   )

    A.Na2O2    Al2(SO4)3    MgCl  K2CO3   B.BaCl2     Na2SO4    CaCO3    KOH

    C.AgNO3   NaCl       KCl     CuCl2   D.Fe2(SO4)3  K2CO3    KHSO4   BaCl2

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11.制取漂白液的化學(xué)方程式是:Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O,該反應(yīng)的氧化劑與還原劑之比為                                                           (   )

A.1:1         B.1:2           C. 2:1          D. 3:2

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二、填空題

12.前一段時間,各地報刊紛紛轉(zhuǎn)載了不要將不同品牌潔污劑混合使用的警告。據(jù)報道,

在全國各地發(fā)生了多起混合潔污劑發(fā)生氯氣中毒的事件。發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是:ClO-+Cl-+2H+=Cl2↑+H2O。根據(jù)你所掌握的化學(xué)知識作出如下判斷:當(dāng)事人使用的液態(tài)潔污劑之一必定含氯,其中氯最可能的存在形式是           (填離子),當(dāng)另一種具有       (性質(zhì))的液態(tài)潔污劑與之混合,可能發(fā)生上述反應(yīng)而產(chǎn)生氯氣。舉例說明這兩種潔污劑的名稱(家用潔污劑的商品名稱)           、            。

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13.近年來,某些自來水廠在用液氯進(jìn)行消毒處理時還加入少量液氨,其反應(yīng)的化學(xué)方程式為:NH3 + HClO=H2O + NH2Cl (一氯氨)。NH2Cl較HClO穩(wěn)定。試分析加液氨能延長液氯殺菌時間的原因:                                                        。

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14.氰(CN)2、硫氰(SCN)2的化學(xué)性質(zhì)和鹵素很相似,化學(xué)上稱為擬鹵素。如:(CN)2 + H2O = HSCNO + HSCN  ,它們陰離子的還原性強(qiáng)弱為:Cl-<Br-<CN-<SCN-<I-。試寫出:

(1)(CN)2與KOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式:                                       。

(2)NaBr和KSCN的混合溶液中加入(CN)2反應(yīng)的離子方程式:                   

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15.甲、乙、丙、丁分別是鹽酸、碳酸鈉、氯化鈣、硝酸銀4種溶液中的一種。將它們

兩兩混合后,觀察到的現(xiàn)象如表所示,其中丁與乙混合產(chǎn)生的是無色氣體。

 

??

 

??

??

 

??

請回答下面的問題:

(1)寫出丁與乙反應(yīng)的離子方程式:___________________________。

(2)這四種溶液分別是:甲:_____、乙:_____、丙:______、。篲_____(用溶質(zhì)的

化學(xué)式表示)。

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16.(1)如圖所示,將氯氣依次通過盛有干燥有色布條的廣口瓶和盛有潮濕有色布條的

廣口瓶,可觀察到的現(xiàn)象是_______                  ________________。

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(1)為防止氯氣尾氣污染空氣,根據(jù)氯水顯酸性的性質(zhì),  可用        溶液吸收多余的氯氣,原理是(用化學(xué)方程  式表示)_________________________________。

(2)根據(jù)這一原理,工業(yè)上常用廉價的石灰乳吸收工業(yè)氯氣尾氣制得漂白粉,漂白粉的

有效成分是__________(填化學(xué)式),長期露置于空氣中的漂白粉,加稀鹽酸后產(chǎn)生的氣體是_______­­­­­­­­­­­­­­_(用字母代號填)。

A.O2              B.Cl2            C.CO2            D.HClO

(3)據(jù)“北方網(wǎng)”報道,2004年4月15日至16日,位于重慶市江北區(qū)的天原化工總廠相繼發(fā)生氯氣泄漏和爆炸事故。截至記者發(fā)稿時,已有9人在事故中失蹤死亡,3人受傷,15萬人被緊急疏散。當(dāng)人們逃離爆炸現(xiàn)場時,可以用浸有一定濃度的某種物質(zhì)的水溶液的毛巾捂住鼻子,最適宜采用的該物質(zhì)是            。

    A.NaOH           B.NaCl           C. KBr           D. Na2CO3

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17.① A、B、C、D四種物質(zhì)均含有元素X,有的還可能含有元素Y或者Z。元素Y、X、

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Z的原子序數(shù)依次遞增。② X在A、B、C、D中的化合價分別為0、-1、+1、+5。③ 室溫下單質(zhì)A與某種常見一元強(qiáng)堿溶液反應(yīng),可得到B和C。④ 化合物D受熱催化分解,可制得元素Y的單質(zhì)。

請回答下列問題:

(1)寫出元素X、Y、Z的元素符號:X:      ,Y:      ,Z       。

(2)寫出A、B、C、D的化學(xué)式:A      ,B      ,C       ,D        。

(3)寫出③中反應(yīng)的化學(xué)方程式                                     。

(4)寫出④中反應(yīng)的化學(xué)方程式                                       。

 

 

參 考 答 案

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1.B  2. AD  3. D   4.D  5.AC  6.C 7.B 8.B 9.BC 10.AB  11.A

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12.ClO-和Cl-;  酸性;84(或者是“漂白液”、“漂白粉”等)、潔廁凈(主要成分是鹽酸)。

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13.由于加液氨后使HClO部分轉(zhuǎn)化為較穩(wěn)定的NH2Cl,當(dāng)HClO開始消耗后,上述化學(xué)平衡向逆反應(yīng)方向移動,不斷產(chǎn)生HClO而起殺菌作用。

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14.(1)(CN)2 + 2KOH = KCN + KCNO + H2O(2)(CN)2 + 2SCN- = (SCN)2 + 2CN-

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15.(1)2H=H2O+CO2↑ (2)CaCl2、Na2CO3、AgNO3、HCl

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16.(1)潮濕有色布條褪色而干燥有色布條不褪色 (2)氫氧化鈉(NaOH);2NaOH+Cl2=NaClO+NaCl+H2O  ; Ca(ClO)2 ;  C  (3)D

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17.(1) Cl;O;K  (2)Cl2;KCl;KClO;KClO3(3)  Cl2+2KOH=KCl+KClO+H2O

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   (4)                            

 

 

 

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