1、第四章第四章 物质结构物质结构 元素周期律元素周期律 (满分：100 分) 一、选择题(本题包括 18 小题，每小题 3 分，共 54 分。每小题只有一个选项符合题意) 1核素是具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子。下列说法错误的是( ) A.11H、21H、H 和 H 2是氢元素的四种不同粒子 B.40 20Ca 和 42 20Ca、石墨和金刚石均为同素异形体 C.11H 和21H 是不同的核素 D12C 和 14C 互为同位素，物理性质不同，但化学性质几乎完全相同 答案 B 解析 A 项中的四种微粒是氢元素的四种不同粒子， 1 1H 和 2 1H 是质子数均为 1， 中子数不等的不同的
2、氢原子， 它们是不同的核素；12C 和 14C 由于其质子数均为 6，而中子数分别为 6 和 8，故它们互为同位素，同理，40 20 Ca 和42 20Ca 也互为同位素，其物理性质不同，但化学性质几乎完全相同；金刚石与石墨是由碳元素组成的不 同的单质，它们互为同素异形体。 214C 是一种放射性同位素，在高层大气中由宇宙射线产生的中子或核爆炸产生的中子轰击 14N 可使它转 变为 14C,14N1 0n 14C1 1H。下列说法正确的是( ) A14C 和 14N 互为同位素 B14C 与 C60互为同素异形体 C人体内，由于新陈代谢作用也存在 14C D当 14 g 核素 14N 完全被轰
3、击时，吸收中子(1 0n)的质量约为 6.0210 23 g 答案 C 解析 A 项，14C 和 14N 是不同元素的核素，它们不互为同位素；B 项，14C 是一种核素，C 60是一种单质， 14C 和 C 60不互为同素异形体；C 项，由碳循环可知，人体内由于新陈代谢作用也存在 14C；D 项，在14N 1 0n 14C1 1H 中，当 14 g 核素 14N 完全被轰击时，吸收中子约 1 mol,1 mol 中子的质量约为 1 g。 3X、Y、Z、R 是 118 号元素中的 4 种元素，它们的原子结构有以下特点：X 原子的 M 层比 L 层少 3 个电子；Y 的2 价阴离子的核外电子排布与
4、氖原子相同；Z 原子的 L 层比 M 层多 5 个电子；R 原 子的 L 层比 K 层多 3 个电子。其中金属性最强的是( ) AX BY CZ DR 答案 C 解析 由题给信息分析可知 X、Y、Z、R 分别为 P、O、Al、N 四种元素。其中只有 Al 为金属元素，金属 性最强，故 C 正确。 40.75 mol RO2 3中共有 30 mol 电子，则 R 在元素周期表中的位置是( ) A第二周期第A 族 B第二周期第A 族 C第三周期第A 族 D第三周期第A 族 答案 C 解析 0.75 mol RO2 3中共有 30 mol 电子，则 1 mol 该离子中含有的电子数是 30 mol
5、0.7540 mol。所以 R 的质子数是 4028314，即 R 是 Si，在元素周期表中的位置是第三周期第A 族，故选 C。 5反应 NH4ClNaNO2=NaClN22H2O 放热且产生气体，可用于冬天石油开采。下列表示反应中相 关微粒的化学用语正确的是( ) A中子数为 18 的氯原子：18 17Cl BN2的结构式：N=N CNa 的结构示意图： DH2O 的电子式：H O H 答案 D 解析 Cl 的质子数为 17，中子数为 18，则质量数为 35，表示为35 17Cl，A 错误；N2分子中 N 与 N 之间形成 三键，结构式为 NN，B 错误；Na 失去最外层一个电子为 Na ，
6、结构示意图为 ，C 错误；H2O 为共 价化合物，H 和 O 之间为共用电子对，D 正确。 6下列不能说明氯的非金属性强于溴的事实的是( ) AHClO4酸性强于 HBrO4 BHBr 的分解温度低于 HCl CBrCl 中氯为1 价 DFeBr2溶液中滴少量氯水，溶液变黄 答案 D 解析 根据最高价氧化物对应的水化物的酸性比较非金属性强弱，即 HClO4酸性强于 HBrO4，A 不符合题 意；HBr 的分解温度低于 HCl，说明 HBr 较不稳定，B 不符合题意；BrCl 中 Br 元素的化合价为1、Cl 元 素的化合价为1，可说明 Cl 易得到电子，非金属性较强，C 不符合题意；还原性：F
7、e2 Br，FeBr 2溶液 中滴少量氯水，亚铁离子先被氧化，溶液变黄色，不能证明氯气一定置换了溴，也就不能说明氯的非金属 性强于溴，D 符合题意。 7下列物质的性质比较，正确的是( ) A气态氢化物的稳定性：HFHClH2S B碱性：NaOHKOHRbOH C还原性：F ClBrI D酸性：H2SO4HClO4HBrO4 答案 A 解析 元素的非金属性越强，对应气态氢化物的稳定性越强，故气态氢化物的稳定性：HFHClH2S，A 正 确；元素的金属性越强，其最高价氧化物对应水化物的碱性越强，则碱性：RbOHKOHNaOH，B 错误； 非金属单质的氧化性越强，对应简单阴离子的还原性越弱，则还原性
8、：F ClBrH2SO4，D 错误。 8下列叙述正确的是( ) A同周期元素中，第A 族元素的原子半径最小 B第A 族元素的原子，其半径越大，越容易得到电子 C室温时，0 族元素的单质都是气体 D所有主族元素的原子，形成单原子离子时的化合价和它的族序数相等 答案 C 解析 同周期元素中，第A 族的原子半径是最小的，故 A 错误；第A 族元素的原子半径越大，说明非 金属性越弱，越不容易得到电子，故 B 错误；0 族元素俗称稀有气体，室温下呈气态，故 C 正确；氯原子 形成的单原子离子是 Cl ，化合价是1 价，与其族序数不相等，氟只能形成1 价离子，而氟位于第A 族，故 D 错误。 9短周期主族
9、元素 X、Y、Z、W 的原子序数依次增大，X 与 W 同主族，X、W 的单质在标准状况下的状 态不同；Y 是空气中含量最高的元素；Z 原子最外层电子数是其内层电子总数的 3 倍，且 Z2 与 W具有相 同的电子层结构。下列说法正确的是( ) A原子半径：WZYX B由 X、Y、Z 三种元素组成的化合物的水溶液可能呈碱性 C元素 Y 的简单气态氢化物的热稳定性比 Z 的强 D化合物 X2Z2与 W2Z2所含化学键类型完全相同 答案 B 解析 短周期主族元素 X、Y、Z、W 的原子序数依次增大，Y 是空气中含量最高的元素，则 Y 为 N 元素； Z 原子最外层电子数是其内层电子总数的 3 倍，则
10、Z 为 O 元素；Z2 与 W具有相同的电子层结构，则 W 为 Na 元素；X 与 W 同主族，X、W 的单质在标准状况下的状态不同，则 X 为 H 元素。A 项，同周期元素从 左到右，原子半径逐渐减小，同主族元素从上到下，原子半径逐渐增大，氢原子半径最小，故原子半径： NaNOH；B 项，由 X(H)、Y(N)、Z(O)三种元素组成的化合物中，一水合氨的水溶液呈碱性；C 项，非 金属性：Z(O)Y(N)，元素非金属性越强，对应简单气态氢化物越稳定，因此 H2O 的热稳定性强于 NH3；D 项，H2O2中只含有共价键，而 Na2O2中含有共价键、离子键，两者所含化学键类型不完全相同。 10铬可
11、用于制造不锈钢、汽车零件、工具、磁带和录像带等。铬的金属性位于锌和铁之间，根据元素周 期律的知识，下列有关铬的性质说法不正确的是( ) A铬与冷水能发生剧烈反应 BCr(OH)3的碱性比 NaOH 的弱 CCr2O3能与 HCl 反应 D铬能与稀盐酸发生反应 答案 A 解析 由元素周期律知，金属性：NaAlZnCrFe，Al 与冷水不反应，故铬与冷水也不能发生剧烈反 应。 11根据元素周期律，由下列事实进行归纳推测，推测不合理的是( ) 选项 事实 推测 A CaCO3和 BaCO3都难溶于水 SrCO3也难溶于水 B Si 是半导体材料，同族的 Ge 也是半导体 材料 第A 族的元素的单质都
12、可作 半导体材料 C HCl 在 1 500 时分解， HI 在 230 时分解 HBr 的分解温度介于二者之间 D Si 与 H2高温时反应，S 与 H2加热能反应 P 与 H2在高温时能反应 答案 B 解析 同一主族元素的性质相似，CaCO3和 BaCO3都难溶于水，因此 SrCO3也难溶于水，A 项正确；在元 素周期表中，位于金属和非金属分界线附近的元素单质能作半导体材料，Pb 不位于金属元素和非金属元素 分界线附近，所以 Pb 不能作半导体材料，B 项错误；元素的非金属性越强，其氢化物的稳定性越强，非金 属性：ClBrI，所以氢化物的稳定性：HClHBrHI，则 HBr 的分解温度介于
13、二者之间，C 项正确；元 素的非金属性越强，其单质与氢气反应越容易化合，非金属性： SPSi，所以 P 与 H2在高温时能反应， D 项正确。 12X、Y、Z 为短周期元素，X 原子最外层只有一个电子，Y 原子的最外层电子数比内层电子总数少 4，Z 的最外层电子数是内层电子总数的 3 倍。则下列叙述正确的是( ) AX 肯定为碱金属元素 BY、Z 两元素形成的共价化合物熔点较低 CX、Y 两元素形成的化合物不可能为离子化合物 D稳定性：Y 的氢化物Z 的氢化物 答案 B 解析 X 原子最外层只有一个电子且为短周期元素，X 为氢、锂、钠中的一种，Y 为硫，Z 为氧。X 与 Y 两元素可以形成离子
14、化合物 Na2S；Y、Z 两元素形成的共价化合物熔点较低；稳定性：H2OH2S。 13下列说法正确的是( ) 离子化合物一定含离子键，也可能含极性键或非极性键 共价化合物一定含共价键，也可能含离子键 含金属元素的化合物不一定是离子化合物 由非金属元素组成的化合物一定是共价化合物 由分子 组成的物质中一定存在共价键 熔融状态下能导电的化合物一定是离子化合物 A B C D 答案 D 解析 离子化合物一定含离子键，可能含共价键，如 NaOH 中含极性共价键，Na2O2中含非极性共价键，故 正确；含离子键的一定为离子化合物，则共价化合物中不可能含离子键，故错误；含金属元素的化合 物也可能为共价化合物
15、，如 AlCl3，故正确；由非金属元素组成的化合物可能为离子化合物，如铵盐，故 错误；由分子组成的物质可能不存在化学键，如稀有气体分子中不存在化学键，故错误；熔融状态能 导电的化合物，其构成微粒为离子，则作用力为离子键，化合物一定是离子化合物，故正确。 14某元素 X 最高价含氧酸的相对分子质量为 98，且 X 的氢化物的分子式不是 H2X，则下列说法正确的是 ( ) AX 的最高价含氧酸的分子式可表示为 H3XO4 BX 是第二周期第A 族元素 CX 是第二周期第A 族元素 DX 的最高正化合价为4 答案 A 解析 最高价含氧酸的相对分子质量为98的是硫酸和磷酸， 且磷元素的氢化物的分子式不
16、是H2X， 而是PH3， 故 X 应为磷，最高正化合价为5，在第三周期第A 族。 15下列说法正确的是( ) A书写共价化合物的电子式只需把结构式中的一个单键改成一对电子即可 B已知，可见成键的一方不提供电子也可能形成化学键 C将某种化合物溶于水，若能导电说明这种化合物是离子化合物 D只要是离子化合物任何状态下均能导电 答案 B 解析 Cl2的结构式是 ClCl，Cl2的电子式是 Cl Cl ，只把结构式中的一个单键改成一对电子则得 Cl Cl， 并不是 Cl2的电子式， A 错误； H 没有电子， 成键电子完全由水分子提供， B 正确； 某些共价化合物如 HCl， 溶于水也能导电，C 错误；
17、离子化合物固态时不导电，D 错误。 16(2020 辽宁滨海实验中学期末)a、b、c、d 为原子序数依次增大的短周期主族元素，a 原子核外电子总数 与 b 原子次外层的电子数相同；c 所在周期数与族序数相同；d 与 a 同族。下列叙述正确的是( ) A原子半径：dcba B4 种元素中 b 的金属性最强 Cc 的氧化物对应水化物是强碱 Dd 单质的氧化性比 a 单质的氧化性强 答案 B 解析 a、b、c、d 为原子序数依次增大的短周期主族元素，a 原子核外电子总数与 b 原子次外层的电子数相 同，则 a 的核外电子总数应为 8，为 O 元素，则 b、c、d 为第三周期元素，c 所在周期数与族序
18、数相同，应 为 Al 元素，d 与 a 同族，应为 S 元素，b 可能为 Na 或 Mg，结合对应单质、化合物的性质以及元素周期律 解答该题。一般电子层数越多，原子半径越大，同周期元素从左向右原子半径逐渐减小，因此原子半径大 小顺序是 Na(或 Mg)AlSO，A 错误；电子层数越多，原子半径越大，金属性越强，同周期元素从左向右 金属性逐渐减弱， 因此 Na(或 Mg)在 4 种元素中金属性最强， B 正确； c 的氧化物对应的水化物为氢氧化铝， 为两性氢氧化物，C 错误；同主族元素从上到下非金属性逐渐减弱，因此硫的氧化性比氧气弱，D 错误。 17 短周期元素 X、 Y、 Z、 W、 Q 在元
19、素周期表中的位置如表所示， 其中 W 的气态氢化物摩尔质量为 34 g mol 1，Y 的最低价氢化物为非电解质，则下列说法正确的是( ) X Y Z W Q A.X 的最低价氢化物水溶液显酸性 BQ 元素氧化物对应水化物的酸性比 Y 元素氧化物对应水化物的酸性强 CNa 与 Y 能形成化合物 Na2Y2，且与水反应后溶液呈碱性 D阴离子还原性：WQ 答案 D 解析 由短周期元素 X、Y、Z、W、Q 在元素周期表中的位置可知，X 和 Y 同周期相邻，Y 和 W 同主族相 邻，Z、W 和 Q 同周期，其中 W 的气态氢化物摩尔质量为 34 g mol 1，Y 的最低价氢化物为非电解质，则 Y 为
20、 N 元素、W 为 P 元素，由元素在周期表中的位置关系可推断 X 为 C、Z 为 Al、Q 为 S。C 的最低价氢 化物是非电解质，其难溶于水，水溶液显中性，A 项不正确；未注明最高价氧化物，没有可比性，B 项不正 确；Na 与 N 能形成化合物 Na3N，不能形成 Na2N2，C 项不正确；阴离子还原性：P3 S2，D 项正确。 18甲庚等元素在周期表中的相对位置如图，己的最高价氧化物对应水化物有强脱水性，甲和丁在同一 周期，甲原子最外层与最内层具有相同电子数。下列判断正确的是( ) A丙与戊的原子序数相差 25 B气态氢化物的稳定性：庚己戊 C常温下，甲和乙的单质能与水剧烈反应 D丁的最
21、高价为4 答案 D 解析 有强脱水性的物质为浓硫酸，则己为 S，由元素周期表推知：丙为 B，庚为 F，丁为 Si，戊为 As。 根据甲元素的信息可知，甲为 Mg，乙为 Ca。B 质子数为 5，As 质子数为 33，二者原子序数相差 28，A 错 误；非金属性：FSAs，所以氢化物的稳定性：HFH2SAsH3，B 错误；Mg 在常温下与水反应缓慢， C 错误。 二、非选择题(本题包括 4 小题，共 46 分) 19(6 分)现有下列短周期元素的数据(已知 Be 的原子半径为 0.089 nm)： 原子半径/nm 0.074 0.160 0.152 0.110 0.099 0.186 0.075
22、0.082 最高正化合价 2 1 5 7 1 5 3 最低负化合价 2 3 1 3 (1)号元素在元素周期表中的位置是_； 上述元素处于同一主族的有_(用元素符号表示)。 (2) 元 素 和 能 形 成 两 种 化 合 物 ， 写 出 其 中 较 稳 定 的 化 合 物 与 水 反 应 的 离 子 方 程 式 ： _ _。 (3)含锂材料在社会中应用广泛，如各种储氢材料(Li2NH 等)、便携式电源材料(LiCoO2等)。根据下列要求回 答问题： 63Li和73Li可作核反应堆最佳热载体， 7 3LiH和 7 3LiD用作高温堆减速剂。 下列说法正确的是_(填字母， 下同)。 A.63Li 和
23、73Li 互为同位素 B.63Li 和73Li 属于同种核素 C.73LiH 和73LiD 的化学性质不同 D.73LiH 和73LiD 是同种物质 下列说法不正确的是_。 A碱性：Be(OH)2LiOHNaOHKOH B半径：KNaLiLi C氧化性：Li NaKRbCs D金属性：CsRbKNaLiBe 答案 (1)第二周期第A 族 Li 和 Na、N 和 P (2)2Na2O22H2O=4Na 4OHO 2 (3)AD C 解析 由题中及表中数据可知，分别位于第A、A、A、A、A、A、A、 A 族。Be 的原子半径为 0.089 nm，Be 的最高价为2，的最高价也是2、半径比 Be 大
24、，则为 Mg； 的最高价为1、半径比 Mg 小，则是 Li；的最高价为1、半径比 Mg 大，则为 Na；和的最 高价都是5、最低价都是3，则它们为第A 族元素，因为的半径较大，故为 P、为 N；根据同周 期元素的原子半径逐渐减小，可知为 B、为 O、为 Cl。 20(14 分)几种主族元素在周期表中的位置如下 根据上表回答下列问题： (1)元素的氢化物是_(填化学式)。 (2)三种元素原子半径由大到小的顺序是_ _(用元素符号表示)。 (3) 表 中 某 元 素 原 子 的核 外 电 子 层 数 是 最外层 电 子 数 的 3 倍 ， 该元 素 的 原 子 结 构 示意图 为 _，该元素在周期
25、表中的位置是_。 (4)三种元素最高价氧化物对应水化物碱性最强的是_(填化学式)， 与水反应的化学方 程式为_。 (5)的非金属性强于，从原子结构的角度解释其原因：_ _。 下列表述中能证明这一事实的是_(填字母，下同)。 a的氢化物比的氢化物稳定 b最高价氧化物对应的水化物的酸性强于最高价氧化物对应的水化物的酸性 c的单质能将从其钠盐溶液中置换出来 (6)与元素形成的分子可能是_。 答案 (1)NH3 (2)NaAlCl (3) 第三周期第A 族 (4)KOH 2Na2H2O=2NaOHH2 (5)Cl、Br 处于同一主族(第A 族)，易得 1 个电子，Cl 的原子半径比 Br 小，原子核对
26、最外层电子的吸引能 力强，Cl 的得电子能力强，非金属性强 abc (6)C 解析 根据元素在周期表中的相对位置可知各元素是：Na、K、Al、H、C、N、Cl、Br。 (1)是 N 元素，最低负价为3 价，氢化物是 NH3。 (2)三种元素处于第三周期，从左到右原子半径逐渐减小，原子半径由大到小的顺序是 NaAlCl。 (3)表中某元素原子的核外电子层数是最外层电子数的 3 倍，该元素的原子结构示意图为，该元素在 周期表中的位置是第三周期第A 族。 (4)三种元素的金属性：KNaAl，三种元素最高价氧化物对应水化物碱性：KOHNaOH Al(OH)3，最强的是 KOH，钠与水反应生成氢氧化钠和
27、氢气，与水反应的化学方程式为 2Na 2H2O=2NaOHH2。 (5)a 项，的氢化物比的氢化物稳定，证明非金属性：ClBr，故正确；b 项，最高价氧化物对应的水 化物的酸性强于最高价氧化物对应的水化物的酸性，证明非金属性：ClBr，故正确；c 项，的单质能 将从其钠盐溶液中置换出来，氯气能将溴离子氧化，证明非金属性：ClBr，故正确。 (6)H 元素与C 元素形成的分子可能是甲烷。 21(12 分)A、B、C、D 4 种短周期元素的原子序数依次增大。A、D 同族；B、C 同周期。A、B 组成的化 合物甲为气态，其中 A、B 原子个数之比为 41。常温下，由 A、C 组成的两种化合物乙和丙都
28、为液态， 乙中 A、C 原子个数比为 11；丙中 A、C 原子个数比为 21。由 D 和 C 组成的两种化合物丁和戊都为固 态，丁中 D、C 原子个数之比为 11；戊中 D、C 原子个数之比为 21。B 元素的最高价氧化物跟丁能发 生化学反应，生成物为两种，其中一种为 C 的单质。 (1)写出对应物质的化学式：乙_；丁_。 (2)B 元素的最高价氧化物跟丁反应的化学方程式：_ _。 (3)写出下列物质的电子式：甲_；戊_。 (4)A、B、C、D 4 种元素的原子半径由大到小顺序为_(用元素符号表示)。 (5)由 A、B、C、D 4 种元素组成的既含离子键又含共价键的物质的化学式为_(写出一种即
29、可)。 答案 (1)H2O2 Na2O2 (2)2CO22Na2O2=2Na2CO3O2 (3) (4)NaCOH (5)NaHCO3(答案合理即可) 解析 A、B、C、D 4 种短周期元素，原子序数依次增大，A、B 组成的化合物甲为气态，其中 A、B 的原 子个数之比为 41，则甲为 CH4，A 是 H 元素、B 是 C 元素；A、D 同族，B 的原子序数小于 D，则 D 是 Na 元素； B、 C 同周期， 由 A、 C 组成的两种化合物乙、 丙都是液态， 这两种化合物是水和双氧水， 乙中 A、 C 原子个数之比为 11，丙中 A、C 原子个数之比为 21，则乙是 H2O2、丙是 H2O，
30、C 是 O 元素；由 D、 C 组成的两种化合物丁和戊都是固体，为氧化钠和过氧化钠，丁中 D、C 原子个数之比为 11，戊中 D、C 原子个数之比为 21，则丁是 Na2O2、戊是 Na2O；B 元素的最高价氧化物跟丁能发生化学反应，生成物为 两种，其中一种为 C 的单质，则 B 为 C 元素，总结：A 为 H，B 为 C，C 为 O，D 为 Na。(1)根据以上分析， 乙是 H2O2， 丁是 Na2O2。 (2)根据以上分析， B 元素的最高价氧化物(CO2)跟丁(Na2O2)反应的化学方程式： 2CO2 2Na2O2=2Na2CO3O2。(3)甲是甲烷，电子式为；戊为氧化钠，电子式为。(4
31、)A 为 H，B 为 C，C 为 O，D 为 Na ，原子半径比较：电子层数越多，半径越大；电子层数相同时，核电荷 数越大，半径越小；4 种原子的半径由大到小顺序为 NaCOH。(5)A 为 H，B 为 C，C 为 O，D 为 Na， 由 A、B、C、D 4 种原子组成的既含离子键又含共价键的物质应该是盐，可以为 NaHCO3等。 22(14 分)某同学为探究元素周期表中元素性质的递变规律，设计了如下系列实验。 .(1)将钠、钾、镁、铝各 1 mol 分别投入到足量的同浓度的盐酸中，试预测实验结果：_与盐酸反 应最剧烈，_与盐酸反应产生的气体最多。 (2)向 Na2S 溶液中通入氯气出现黄色浑
32、浊，可证明非金属性：Cl_S(填“”或“I， C 中为淀粉-碘化钾混合溶液， B 中装有 KMnO4固体， 则 A 中试剂为_， 观察到 C 中溶液_(填现象)， 即可证明。 从环境保护的观点考虑， 此装置缺少尾气处理装置， 可用_溶液吸收尾气。 答案 .(1)钾 铝 (2) Cl2S2 =S2Cl .(3)分液漏斗 防止倒吸 (4)浓盐酸 变蓝色 NaOH 解析 .(1)钾的金属性最强，因此与盐酸反应最剧烈；1 mol Na、K、Mg、Al 分别与足量盐酸反应，失去 电子的物质的量分别为 1 mol、1 mol、2 mol、3 mol，因此铝与盐酸反应产生的气体最多。(2)该反应为氯气 置换出 S 单质的反应，根据氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性可知，氧化性：Cl2S，所以非金属性： ClS；离子方程式为 Cl2S2 =S2Cl。.(3)A 用于向容器中滴加液体，名称为分液漏斗；利用干燥 管膨大的部分可防止溶液倒吸。(4)要证明非金属性：ClI，装置 B 中应该有氯气生成，B 中盛有高锰酸钾， 因此 A 中的液体应为浓盐酸；C 中有碘生成，碘遇淀粉变蓝，因此 C 中溶液变为蓝色；多余的氯气可用氢 氧化钠溶液吸收。
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