1、第四章 化学与自然资源的开发利用,第二节 资源综合利用 环境保护,1.了解煤、石油、天然气的组成及其综合利用。 2.通过简单实例，了解常见高分子材料的合成，能举例说明高分子材料在生产、生活、科技等领域中的应用及发展。 3.认识化学对环境保护的意义。 4.了解绿色化学的含义，知道在化工生产中遵循“绿色化学”思想的重要性。,目标导航,基础知识导学,重点难点探究,随堂达标检测,栏目索引,分层训练,一、煤、石油和天然气的综合利用,基础知识导学,答案,1.从煤、石油和天然气中获得基本化工原料 (1)煤的组成和加工 煤的组成,有机物,无机物,H、O、 N、S,C,答案,煤的加工方法及产品,焦炉气,煤焦油,
2、可燃性气体,C(s) +H2O(g) CO(g)+H2(g),高温,答案,(2)天然气的组成和利用,CH4,燃料,答案,(3)石油的组成和加工,链状,碳氢化合物,利用原油中各组分沸点的不同进行分离的过程,汽油,煤油,柴油,乙烯 丙烯 甲烷,C3H6,C2H6,加热,催化剂,环状,提醒 煤的干馏、气化、液化，石油的裂化、裂解均是化学变化，而石油 的分馏是物理变化。,2.以煤、石油、天然气为原料生产合成材料 (1)三大合成材料： 、 、 ，这三大合成材料，主要是以石油、煤和天然气为原料生产的。 (2)合成高分子化合物的常见反应类型 加聚反应：由相对分子质量小的化合物通过 相互结合成相对分子质量很大
3、的高分子化合物的反应。如 _,答案,nCH2=CH2 CH2CH2,注意：a.单体：聚合成高分子化合物的小分子化合物，如CH2=CH2。 b.链节：高分子化合物中的最小重复单元，如CH2CH2。 c.聚合度：高分子化合物中的链节数，如聚乙烯中的n。,塑料,合成橡胶,合成纤维,加成反应,缩聚反应：由相对分子质量小的化合物通过 结合成相对分子质量很大的高分子化合物，同时有 (如H2O等)生成的反应。如：,小分子,答案,缩合,议一议 1.判断正误，正确的打“”错误的打“” (1)煤、石油和天然气是不可再生能源，也是新型清洁能源( ) (2)把煤加强热使之分解的过程叫煤的干馏( ) (3)化石燃料燃烧
4、时产生的二氧化碳是大气污染物之一( ) (4)天然气的主要用途就是作燃料( ) (5)不能用裂化汽油萃取溴水中的溴( ),答案,2.高分子化合物聚乙烯(CH2CH2)的单体和链节的组成和结构都相同吗？,答案 高分子化合物的单体是形成高分子化合物的小分子，链节是高分子中的重复的结构单元。聚乙烯的单体是乙烯(CH2=CH2)，链节是“CH2CH2”，二者组成相同，结构不同。,答案,二、环境保护与绿色化学,答案,1.环境问题 主要是指由于人类不合理地开发和利用 而造成的 破坏，以及 和 所造成的环境污染。根治污染的最有效途径是控制 。 2.“三废”污染 “三废”主要指 、 和 ，大气污染物主要来自
5、和工业生产过程中产生的 及其携带的 ；工业生产中的废水往往含有复杂的成分，任意排放会导致土壤、水源的污染，需要经过多步处理才能达到排放标准；废渣等固体废弃物的处理兼有 和 两个重要目的。,自然资源,生态环境,工农业生产,人类生活,污染源,废气,废液,废渣,化石燃,料燃烧,废气,颗粒物,减少环,境污染,资源回收利用,答案,3.当今化学工作者面临的重要任务 (1)环境监测 (2)三废治理 (3)寻找源头治理环境污染的生产工艺等。 其中对环境情况的监测，就是对污染物的 、 等进行分析和鉴定，提供可靠的分析数据。 4.绿色化学 绿色化学的核心是利用化学原理从 上 和 工业生产对环境的污染。 “原子经济
6、”就是反应物的原子 为期望的最终产物，这时原子利用率为 。,存在形态,含量,源头,减少,消除,全部转化,100%,议一议 加成反应和加聚反应符合绿色化学的思想，且原子利用率是100%，正确吗？,答案,返回,答案 正确，加成反应和加聚反应只有目标产物，无副产物，故原子利用率是100%，符合绿色化学的思想。,一、煤、石油和天然气的综合利用,重点难点探究,例1 下列转化不属于煤或石油的综合利用的是( ) A.将煤干馏制得煤焦油和焦炭 B.在一定条件下将煤与氢气转化为液体燃料 C.将煤变为煤饼作燃料 D.将石油裂解制得乙烯等化工原料,解析答案,解析 煤的干馏和煤的液化属于煤的综合利用，而将煤变成煤饼作
7、燃料是为了提高煤的利用率，不属于综合利用；石油裂解属于石油的综合利用。,C,1.“三馏”比较,归纳总结,2.化学中“两裂”的比较,3.化学“六气”的主要成分,变式训练1 下列说法中错误的是( ) A.石油是混合物，石油分馏得到的汽油也是混合物 B.含C20以上的烷烃的重油经过催化裂化可以得到汽油 C.焦炭是煤干馏的一种重要产品 D.煤中含有苯和甲苯，可以用先干馏后分馏的方法把它们分离出来,解析答案,解析 石油通过分馏的方法获得汽油、煤油和柴油等轻质液体燃料，但产量不高。通常采用裂化的方法，把相对分子质量大、沸点高的烃断裂为相对分子质量小、沸点低的烃，提高汽油的产量。煤是由有机物和少量无机物组成
8、的复杂混合物，主要含碳元素，还含有少量的氢、氧、氮、硫等元素，并不含苯和甲苯。煤干馏得到焦炭、煤焦油、焦炉气等。煤焦油是含有多种芳香族化合物的混合物，可以生产芳香族化合物苯和甲苯。,答案 D,二、环境保护和绿色化学 例2 化学与环境密切相关，下列有关说法正确的是( ) A.CO2属于大气污染物 B.酸雨是pH小于7的雨水 C.CO2、NO2或SO2都会导致酸雨的形成 D.大气中CO2含量的增加会导致温室效应加剧,解析答案,解析 常见的大气污染物有：颗粒物、二氧化硫、三氧化硫、一氧化碳、一氧化氮、二氧化氮、碳氢化合物等。二氧化碳不属于大气污染物，A错误； 酸雨是pH小于5.6的降雨，B错误； 酸
9、雨是由氮的氧化物和硫的氧化物引起的，二氧化碳不会引起酸雨，C错误； 全球气温变暖的温室效应，城市中的热岛效应，还有海洋中的厄尔尼诺现象和拉尼娜现象等其产生都和二氧化碳的排放有关系，D正确。,答案 D,六大环境问题,归纳总结,变式训练2 在“绿色化学工艺”中，理想状态是反应物中的原子全部转化为期望的最终产物，即原子利用率为100%。下列反应类型能体现“原子经济性”原则的是( ) 置换反应 化合反应 分解反应 取代反应 加成反应 加聚反应 酯化反应 A. B. C.只有 D.只有,解析 据四种基本反应类型的定义即判断出只有化合反应产物唯一。在有机反应类型中，取代反应、酯化反应、水解反应的产物均不唯
10、一，而加成产物、加聚产物唯一，反应物中的原子全部转化成期望的最终产物，即原子利用率为100%。,A,解析答案,返回,1.下列说法不正确的是( ) A.煤油可由石油分馏获得，可用作燃料和保存少量金属钠 B.煤可与水蒸气反应制成水煤气，水煤气的主要成分为CO和H2 C.汽油、煤油、柴油和植物油都是碳氢化合物 D.以石油、煤和天然气为原料，可生产塑料、合成橡胶和合成纤维,C,随堂达标检测,1,2,3,4,5,解析 植物油是由C、H、O三种元素构成的有机物，不属于碳氢化合物。,解析答案,2.下列有关环境问题的说法正确的是( ) A.燃煤中加入适量石灰石，可减少废气中SO2的量 B.臭氧的体积分数超过1
11、04%的空气有利于人体健康 C.pH在5.67.0之间的降水通常称为酸雨 D.含磷合成洗涤剂易于被细菌分解，故不会导致水体污染,1,2,3,4,5,解析答案,1,2,3,4,5,解析 石灰石在煤燃烧过程中分解为CaO，CaO和SO2结合为CaSO3，进一步转化为CaSO4，可减少SO2污染，A正确； B项，当空气中臭氧的含量超过105%(体积分数)时，就会对人体、动植物及暴露在空气中的物质造成危害； C项，pH小于5.6的雨水称为酸雨； D项，含磷合成洗涤剂易造成水体富营养化，形成“水华”“赤潮”等水体污染。,答案 A,3.以节能减排为基础的低碳经济是保持社会可持续发展的战略举措。下列做法违背
12、发展低碳经济的是( ) A.发展氢能和太阳能 B.限制塑料制品的使用 C.提高原子利用率，发展绿色化学 D.尽量用纯液态有机物代替水作溶剂,解析答案,1,2,3,4,5,1,2,3,4,5,解析 所谓低碳经济，是指在可持续发展理念指导下，通过技术创新、制度创新、产业转型、新能源开发等多种手段，尽可能地减少煤炭、石油等高碳能源消耗，减少温室气体排放，达到社会经济发展与生态环境保护双赢的一种经济发展形态。发展氢能和太阳能、限制塑料的使用和发展绿色化学，都符合低碳经济。,答案 D,4.2015年11月29日至30日，国家主席习近平出席了气候变化巴黎大会，各国就如何应对气候变化、提升经济绿色水平，实现
13、人类可持续发展进行商讨。为达成“同呼吸，共奋斗”全国各地为治理雾霾广泛开展了一系列活动。下列活动不符合这一主题的是( ) A.机动车实行限行措施是减少雾霾的途径之一 B.积极推广风能、太阳能、氢能等新型能源的使用 C.通过吸收空气中CO2并利用廉价能源合成汽油可推广“绿色自由”计划 D.将秸秆焚烧可得富含钾肥的草木灰，焚烧是一种较为理想的秸秆处理办法,解析答案,1,2,3,4,5,解析 机动车实行限行措施可以减少雾霾，符合，A错误； 推广风能、太阳能、氢能等新型能源的使用，可以降低污染，B错误； 通过吸收空气中CO2并利用廉价能源合成汽油可推广“绿色自由”计划，符合，C错误； 焚烧秸秆会增加雾
14、霾的产生，不符合，D正确。,1,2,3,4,5,答案 D,5.绿色化学是“预防污染”的根本手段，它的目标是研究和寻找能充分利用的无毒害原材料，最大限度地节约能源，在化工生产各个环节中都实现净化和无污染。 (1)下列各项符合“绿色化学”要求的是_。 A.处理废弃物 B.治理污染点 C.减少有毒物 D.杜绝污染源,1,2,3,4,5,解析 根据题干描述：绿色化学是“预防污染”的根本手段，因此应从“源头”上杜绝。,D,解析答案,(2)在我国西部大开发中，某地为筹建一大型化工基地，征集到下列方案，其中你认为可行的是_。 A.建在西部干旱区可以脱贫致富 B.应建在水资源丰富和交通方便且远离城市的郊区 C
15、.企业有权自主选择厂址 D.不宜建在人口稠密的居民区,1,2,3,4,5,解析 化工基地的筹建首先不宜建在人口稠密的居民区，同时要考虑水资源和交通问题。,BD,解析答案,(3)某化工厂排放的污水中含有Mg2、Fe3、Cu2、Hg2四种离子。某同学设计了从该污水中回收纯净的金属铜的方案。,1,2,3,4,5,返回,在能制得纯铜的方案中，哪一步操作会导致环境污染？_。应增加哪些措施防止污染_。,解析 第步由于汞的沸点低、易挥发、有毒，因此会造成环境污染。,第步,增加冷凝回收装置,解析答案,基础过关,分层训练,题组1 煤、石油、天然气的综合利用,1.有关煤的叙述中不正确的是( ) A.煤是工业上获得
16、苯、甲苯、二甲苯等芳香烃的重要来源物质 B.煤是由多种有机物组成的混合物，内含煤焦油等成分 C.煤除了含有C元素外，还含有少量的N、H、S、O等元素 D.煤等化石燃料的储量有限，节能和开发新能源是人类实现可持续发展的关键,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,解析答案,解析 该题主要考查煤的成分及利用，煤是有机物和少量无机物组成的混合物，煤焦油是煤干馏的产物之一，不属于煤本身的成分，故选B项。,B,2.下列石油的炼制和加工过程，属于物理变化的是( ) A.分馏 B.重整 C.裂化 D.裂解,1,2,3,4,6,7,8,9,10,11,12,A,答案,5,3.近期我国冀东渤海湾发
17、现储量达10亿吨的大型油田。下列有关说法正确的是( ) 石油裂解得到的汽油可与溴水反应 石油的分馏是化学变化 石油的分馏实验中，温度计水银球插入液面以下，因为它测的是混合液的温度 石油分馏得到的汽油仍是混合物 A. B. C. D.,1,2,3,4,6,7,8,9,10,11,12,解析答案,5,解析 石油的分馏是依据各物质的沸点不同经加热汽化和冷凝而分离的操作，故为物理变化，错； 石油分馏实验中，温度计水银球应放在蒸馏烧瓶支管口处，以测量馏出蒸气的温度，故错。,1,2,3,4,6,7,8,9,10,11,12,答案 C,5,4.下图是实验室模拟煤的干馏的实验装置。下列叙述错误的是( ),解析
18、答案,1,2,3,4,6,7,8,9,10,11,12,A.上图实验中发生了化学变化 B.液体X的pH7，液体Y是黑色黏稠状的煤焦油 C.气体Z易燃，可还原CuO，也可使溴水褪色 D.液体Y是一种纯净物,5,解析 煤的干馏产物有NH3，易溶于水而呈碱性，pH7，同时还生成了煤焦油，它的主要化学成分为芳香族化合物，是难溶于水的黏稠液体。煤干馏的气体产物中的氢气、一氧化碳具有还原性，可以还原CuO，气体产物中的C2H4可使溴水褪色。,1,2,3,4,6,7,8,9,10,11,12,答案 D,5,题组2 环境保护与绿色化学 5.环境污染已成为人类社会面临的重大问题，各种污染数不胜数，下列词语与环境
19、污染无关的是( ) 温室效应 赤潮 酸雨 光化学污染 臭氧空洞 水俣病 潮汐 大脖子病 水华 A. B. C. D.,解析答案,1,2,3,4,6,7,8,9,10,11,12,解析 潮汐是由地球自转引起的自然现象，大脖子病是人体缺碘引起的，它们与环境污染无关。,B,5,6.空气是人类生存所必需的重要资源。为改善空气质量而启动的“蓝天工程”得到了全民的支持。下列措施不利于“蓝天工程”建设的是( ) A.推广使用燃煤脱硫技术，防治污染 B.实施绿化工程，防治扬尘污染 C.研制开发燃料电池汽车，消除机动车尾气污染 D.加大石油、煤炭的开采速度，增加化石燃料的供应速度,解析答案,1,2,3,4,6,
20、7,8,9,10,11,12,解析 以环保为主题，是一道融合多个考点的综合题。联系题给的信息“蓝天工程”，再结合选项中的“污染物质”，很容易得出正确结论。需要注意的是，学生往往忽略“不利于”三个字，而选错答案。,D,5,7.近几年来，冠以“绿色”的新概念不断产生，如绿色食品、绿色材料、绿色能源、绿色化学等，这里的“绿色”是对人类社会可持续发展战略的形象表达。“绿色化学”要求从经济、环保和技术上设计可行的化学反应。据此，由单质镁制硝酸镁的下列四个方案中，你认为可行而且符合“绿色化学”要求的方案是( ),解析答案,1,2,3,4,6,7,8,9,10,11,12,5,解析 据题意，“绿色化学”要求
21、从经济、环保和技术三个方面设计可行的化学反应。从经济角度考虑，B项最不符合，除Mg外还用了三种试剂；D项不符合，用了两种较贵的试剂浓硫酸和Ba(NO3)2。从环保角度考虑，A、D两项分别产生了污染环境的氮氧化物和SO2，B项也使用了会对环境造成污染的Cl2。从技术角度看，D项中Ba(NO3)2溶液的加入量较难控制。综上所述，可知只有C项符合“绿色化学”的要求。,1,2,3,4,6,7,8,9,10,11,12,答案 C,5,8.“绿色化学”是人们最近提出的一个新概念，主要内容之一是指从技术、经济上设计可行的化学反应，尽可能减少对环境的负作用。下列化学反应符合绿色化学概念的是( ) A.制CuS
22、O4：Cu2H2SO4(浓) CuSO4SO22H2O B.制CuSO4：2CuO2 2CuO CuOH2SO4(稀)=CuSO4H2O C.制Cu(NO3)2：3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O D.制Cu(NO3)2：Cu4HNO3(浓)=Cu(NO3)22NO22H2O,解析答案,1,2,3,4,6,7,8,9,10,11,12,5,解析 本题考查有关浓硫酸和硝酸与金属反应的产物特点、制取方案的优化和绿色化学知识。思考时注意反应物和产物的物理、化学性质，考虑其是否会带来污染、是否额外消耗能量、是否有腐蚀性、毒性、爆炸危险以及成本等，注意采用对比的方法。在选项A、C、
23、D的产物中有二氧化硫和氮氧化物，有毒且污染环境，硫酸和硝酸的利用率低。而B选项没有气体产物，无污染物排放，硫酸的利用率高。,1,2,3,4,6,7,8,9,10,11,12,答案 B,5,9.能源“非石油化”是战略目标，发展以CH4、CO2等为原料的“C1化学”成为当今化工生产的必然趋势。通常天然气中含有H2S等有毒气体，下面为天然气合成氨的工艺流程。,解析答案,1,2,3,4,6,7,8,9,10,11,12,能力提升,(1)合成氨的原料之一为氮气，该流程中为合成氨提供氮气的物质是_。,空气,解析 从流程图可看出，为合成氨提供氮气的物质是空气。,5,(2)处加入Fe2O3H2O的目的是_。,
24、解析答案,1,2,3,4,6,7,8,9,10,11,12,解析 天然气中含有的H2S气体是有毒的气体，不能排放到大气中，通过加入Fe2O3H2O生成硫化亚铁除去。,除去H2S,5,解析答案,1,2,3,4,6,7,8,9,10,11,12,解析 CH4与H2O(气)反应生成CO2、H2，根据质量守恒定律，反应的化学方程式是CH42H2O(g)=CO24H2。,(3)处CH4与H2O(g)反应生成CO2、H2，反应的化学方程式是_。,CH42H2O(g)=CO24H2,5,解析答案,1,2,3,4,6,7,8,9,10,11,12,解析 K2CO3溶液与CO2反应生成碳酸氢钾(KHCO3)，根
25、据质量守恒定律，反应的化学方程式是K2CO3CO2H2O=2KHCO3。,(4)处一般加入K2CO3溶液以吸收CO2，K2CO3溶液与CO2反应生成碳酸氢钾(KHCO3)，该反应的化学方程式是_。,K2CO3CO2H2O=2KHCO3,5,解析答案,1,2,3,4,6,7,8,9,10,11,12,解析 在该流程中加入了Fe2O3H2O，最后又生成了Fe2O3H2O，所以该流程中参与循环的物质是Fe2O3H2O。,(5)该流程中参与循环的物质是_。,Fe2O3H2O,5,10.下图是实验室干馏煤的装置图： (1)指出图中仪器名称：a._，d._。 (2)仪器d的作用是_， c中液体有_和_，其
26、中无机物 里溶有_，可用_检验出来。 有机物可以通过_的方法使其中的重要成分分离出来。 (3)e处点燃的气体主要成分有_(填化学式)，火焰的颜色是_。,1,2,3,4,6,7,8,9,10,11,12,解析答案,5,解析 本题是关于煤干馏的实验，根据煤干馏的主要产品，b中得到的应是焦炭，c中得到的应是粗氨水和煤焦油，e处点燃的应是焦炉气。其中粗氨水中溶有氨，呈碱性，可用酚酞溶液等检验；煤焦油主要是苯、甲苯、二甲苯的混合物，应用分馏的方法分离；焦炉气的主要成分有CH4、CO、H2、CH2=CH2，燃烧时呈淡蓝色火焰。,1,2,3,4,6,7,8,9,10,11,12,答案 (1)酒精喷灯 烧杯
27、(2)盛装冷水对蒸气进行冷却 粗氨水 煤焦油 氨 酚酞溶液(答案合理即可) 分馏 (3)H2、CH4、CH2=CH2、CO 淡蓝色,5,11.酸雨形成的原理之一可简示如下：,请回答下列问题： (1)A物质的化学式为_， B物质的化学式为_。,1,2,3,4,6,7,8,9,10,11,12,SO3,SO2,解析答案,5,(2)三个反应中，不属于氧化还原反应的是_(填序号)。,解析答案,1,2,3,4,6,7,8,9,10,11,12,解析 SO3H2O=H2SO4为非氧化还原反应。,(3)SO2中硫元素显4价，它可以降低到0价，利用这一性质可在工厂的烟道气中通入合适的_(填“氧化剂”或“还原剂
28、”)除去SO2，达到减少污染的目的。,解析 SO2中硫元素从4价变成0价，因此必须加入还原剂。,还原剂,5,(4)雨水的pH5.6时，就判断为酸雨。已知pHlgc(H)，经测定某雨水中只含硫酸，且其浓度为5105 molL1，则这次降雨_(填“是”或“不是”)酸雨。,解析答案,1,2,3,4,6,7,8,9,10,11,12,解析 因为c(H)25105 molL11104 molL1，则pH lg(1104)45.6，故是酸雨。,是,5,(5)火力发电厂燃烧的煤中含有大量的硫，其排出的废气中往往含有SO2、O2、N2、CO2等。为了除去有害的SO2气体，在英国已进行了一个研究，结果表明：高烟
29、囱可以有效降低地面SO2的浓度，在20世纪60年代到70年代的10年间，由发电厂排放的SO2增加了35%，但由于高烟囱的建造，地面SO2浓度降低了30%之多。 你认为减少酸雨产生的途径可采取的措施是_。 A.少用煤作燃料 B.把工厂的烟囱造高 C.燃料脱硫 D.把工厂迁移到农村 E.开发新能源 请从全球环境保护的角度，分析这种建高烟囱的方法是否可取？_，理由是_。,解析答案,1,2,3,4,6,7,8,9,10,11,12,5,解析 减少酸雨产生的本质途径是减少SO2的量。,1,2,3,4,6,7,8,9,10,11,12,答案 ACE 不可取 没有减少SO2排放量,5,12.(1)如图是石油
30、分馏塔的示意图。关于a，b，c三种馏分，下列说法正确的是_(填字母)。 A.a的沸点最高 B.b的熔点最低 C.c的平均相对分子质量最大 D.每一种馏分都是纯净物,拓展探究,1,2,3,4,6,7,8,9,10,11,12,解析 由题图可知，a先分馏出来，c较a、b最后分馏出来，故熔沸点高低顺序为abc，熔沸点越高，烃中含碳原子数越多，其相对分子质量越大。,C,解析答案,5,(2)裂化汽油中除含有C5C11的烷烃外，还含有C5C11的烯烃及甲苯、二甲苯等苯的同系物。已知甲苯、二甲苯能使酸性KMnO4溶液褪色。要用化学方法检验某裂化汽油样品中含有烯烃及苯的同系物，实验步骤为 先逐滴加入_，振荡，
31、如果看到_，则,1,2,3,4,6,7,8,9,10,11,12,证明有_存在。 继续逐滴加入_至_为止，静置，用分液漏斗分出_(填“上”或“下”)层的裂化汽油样品，再加入_振荡，如果看到_，则证明裂化汽油中有_存在。,解析答案,返回,5,解析 因为烯烃可使溴水、酸性KMnO4溶液褪色，而苯的同系物只能使酸性KMnO4溶液褪色，根据这一性质差异，则先用溴水检验烯烃的存在，再用酸性KMnO4溶液检验苯的同系物的存在。向样品中逐滴加入溴水，振荡，如看到溴水褪色，则证明有烯烃存在。继续逐滴加溴水至不再褪色为止，用分液漏斗分出上层的裂化汽油样品，因为加足量溴水后，生成的卤代烷及水的密度均比烷烃和苯的同系物大，所以上层应是烷烃和苯的同系物的混合物。向分出的上层样品中加入酸性KMnO4溶液，如果紫色褪去，则证明有苯的同系物存在。,返回,1,2,3,4,6,7,8,9,10,11,12,答案 溴水 溴水褪色 烯烃 溴水 不褪色 上 酸性KMnO4溶液 溶液褪色 苯的同系物,5,本课结束,
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