03第三单元自然界的水讲解.docx
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03第三单元自然界的水讲解
第三单元自然界的水
第一节水的组成
一、水的物理性质
纯净的水是没有颜色、没有气味、没有味道的液体。
在101kPa时，水的凝固点是0℃，沸点是100℃，4℃时密度最大，为1g/mL。
二、水的电解实验（实验装置如右图）
【实验现象】
①通电后，电极上有气泡产生。
通电一段时间后，两个试管内汇集了一些气体。
与正极相连的试管内的气体体积小，与负极相连的试管内的气体体积大，体积比约为1：
2，质量比约为8：
1。
【化学反应】
2H2O通电2H2↑+O2↑
产生位置负极正极
体积比2：
1
质量比1：
8
②检验：
O2---出气口置一根带火星的木条----木条复燃
H2---出气口置一根燃着的木条------气体燃烧，产生淡蓝色的火焰
【实验结论】
①水在通电的条件下，发生了分解反应，生成氢气和氧气：
2H2O
2H2↑+O2↑；
②水是由氢、氧两种元素组成的（在反应前后，参与反应的元素种类没有变化）；
一个水分子是由2个氢原子和1个氧原子构成的
③化学反应中，分子可分，原子不可分。
【注意事项】
①通电时，必须使用直流电。
②预先在水中加入少量氢氧化钠溶液或稀硫酸可以增强水的导电性。
③负极产生的是氢气，正极产生的是氧气。
【例题】
1．电解水的实验中，要向水中加入少量的浓硫酸，目的是（）。
A．增强水的导电性
B．浓硫酸能使水分解成氢气和氧气
C．使电解水生成的氢气和氧气更加纯净
D．使生成的氢气和氧气之间不发生反应
2．下列现象中，由水分子自己运动造成的是（）。
A．电解水生成了氢气和氧气
B．敞口放置于空气中的一瓶水，慢慢蒸干了
C．加热食盐水最后得到干燥的食盐
D．黄果树瀑布的美景
【练习】
1．下列说法正确的是（）。
A．电解水时，水分子被破坏了
B．水稍稍加热，就能产生大量的氢气和氧气
C．水中所含氢气的体积是氧气体积的2倍
D．水是由两种不同的元素组成的，所以水是混合物
2．关于电解水的实验，下列叙述正确的是（）。
A．正极产生的气体能燃烧，负极产生的气体也能燃烧
B．正、负极产生的气体都是水蒸气
C．负极产生的气体的体积约是正极产生气体体积的2倍
D．做电解水实验时，通的电是直流电
二、填空题
1．通常情况下，纯净的水是_______颜色、_______气味的透明的_______体。
在压强为101kPa时，它的沸点_______℃，凝固点_______℃；在_______℃时，它的密度最大，数值为_______。
2．向水中（已加入少量的_______）通入直流电后，在正极产生_______，负极产生_______，两种气体的质量比为_______，体积比为_______。
第二节分子和原子
一、分子和原子的异同
分子
原子
定义
分子是保持物质化学性质的最小粒子。
原子是化学变化中的最小粒子。
性质
质量小、体积小；不断运动；有间隔；同种粒子的化学性质相同。
联系
分子是由原子构成的。
分子、原子都是构成物质的微粒。
区别
在化学变化中，分子可以再分，而原子不可以再分。
备注
1.所有金属、稀有气体、金刚石（石墨）和硅是由原子构成的，其他大多数物质是由分子构成的。
2.在受热的情况下，粒子能量增大，运动速率加快。
3.物体的热胀冷缩现象，原因是构成物质的粒子的间隔受热时增大，遇冷时缩小。
4.气体容易压缩是因为构成气体的粒子的间隔较大。
5.不同液体混合后总体积小于原体积的和，说明粒子间是有间隔的。
6.一种物质如果由分子构成，那么保持它化学性质的最小粒子是分子；如果它由原子构成，那么保持它化学性质的最小粒子是原子。
二、验证分子运动的探究实验
【实验操作】如右图，取适量的酚酞溶液，分别倒入A、B两个小烧杯中，另取一个小烧杯C，加入约5mL浓氨水。
用一个大烧杯罩住A、C两个小烧杯，烧杯B置于大烧杯外。
观察现象。
【实验现象】烧杯A中的酚酞溶液由上至下逐渐变红。
【实验结论】分子是不断运动的。
【注意事项】浓氨水显碱性，能使酚酞溶液变红。
浓氨水具有挥发性，能挥发出氨气。
三、从微观角度解释问题
1.用分子观点解释由分子构成的物质的物理变化和化学变化
物理变化：
没有新分子生成的变化。
（水蒸发时水分子的间隔变大，但水分子本身没有变化，故为物理变化）
化学变化：
分子本身发生变化，有新分子生成的变化。
（电解水时水分子变成了新物质的分子，故为化学变化）
2.纯净物和混合物（由分子构成的物质）的区别：
纯净物由同种分子构成，混合物由不同种分子构成。
3.分子和原子的联系：
分子是由原子构成的，同种原子结合成单质分子，不同种原子结合成化合物分子。
4.分子和原子的本质区别：
在化学变化中，分子可以再分，而原子不能再分。
5.化学变化的实质：
在化学变化过程中，分子裂变成原子，原子重新组合，形成新物质的分子。
四、物质的组成
1.宏观角度：
水是由氢元素和氧元素组成的。
铁是由铁元素组成的。
2.微观角度：
水是由水分子构成的（水的化学性质由水分子保持）。
水分子由氢原子和氧原子构成。
1个水分子由2个氢原子和1个氧原子构成。
铁是由铁原子构成的（铁的化学性质由铁原子保持）。
3.水在化学变化中的最小粒子是氢原子和氧原子。
4.物质、元素用于宏观角度分析问题，分子、原子、离子用于在微观角度分析问题。
宏观和微观不可以混淆。
【例题】
1.电解水生成了氢气和氧气．说明了（）。
A．水是氢气和氧气组成的
B．水是由氢气分子和氧气分子构成的混合物
C．水是由氢元素和氧元素组成的
D．任何物质在通电时都能够分解
2.下列结论中，不是由水的化学式得出来的是（）。
A．水是由氢、氧两种元素组成的化合物
B．一个水分子是由二个氢原子和一个氧原子构成的
C．水是无色的液体
D．由水参加的化合反应的生成物中，一定含有氢、氧两种元素
【练习】
3．当水分子分解时，生成了_______原子和_______原子，2个_______原子结合成1个_______分子，许多的该分子聚集成_______气；2个_______原子结成1个_______分子，许多的该分子聚成_______气。
所以说，在化学反应中，分子可以_______，而原子_______。
第三节水的净化
一、水的净化方法
1.过滤：
把不溶于液体的固体物质与液体分离。
具体操作见“二、过滤”。
2.吸附沉降：
常用明矾、活性炭对水中的杂质吸附而沉降。
⏹明矾是一种常用的净水剂，它溶于水后生成的胶状物可以对悬浮杂质吸附沉降，以达到净水的目的。
⏹活性炭具有疏松多孔的结构，可以吸附水中的悬浮物，也可以吸附溶于水的色素和异味。
但需要注意的是，活性炭不能吸附钙、镁化合物，活性炭不能降低水的硬度。
⏹活性炭净水器的入水口在净水器的下面，可以使净水效果更好。
3.蒸馏：
除去水中可溶性杂质的方法，净化程度相对较高，得到的蒸馏水可以看成是纯净物。
4.杀菌：
在水中加入适量的药物进行杀菌、消毒。
如漂白粉、氯气（Cl2）、二氧化氯（ClO2）等。
净化方法
除去不溶于水的杂质
除去可溶于水的杂质
降低水的硬度
净化程度
静置沉淀
√
×
×
低
↓
↓
高
过滤
√
×
×
吸附
√
√
×
蒸馏
√
√
√
5.
自来水厂净水时，需要经过沉淀、过滤、吸附、投药消毒的步骤，但是没有蒸馏和煮沸的步骤。
在净化水的方法中，只有投药消毒属于化学变化，其余都属于物理变化。
二、过滤（见下图）
【实验器材】带铁圈的铁架台、漏斗、玻璃棒、烧杯
【注意事项】
1.操作时注意“一贴、二低、三靠”。
“一贴”：
滤纸紧贴漏斗内壁，用少量水润湿滤纸并使滤纸与漏斗壁之间没有气泡（保证过滤效率）。
“二低”：
滤纸低于漏斗边缘、滤液低于滤纸边缘（否则被过滤的液体会直接从滤纸与漏斗之间的间隙流到漏斗下的接受器中，使滤液浑浊）。
“三靠”：
烧杯紧靠玻璃棒（玻璃棒的作用：
引流，使液体沿玻璃棒流进过滤器）、玻璃棒紧靠三层滤纸、漏斗下端管口紧靠烧杯内壁（使滤液沿烧杯壁流下，防止滴下的液滴四处迸溅）。
过滤时先过滤上层清液，后过滤下层浊液。
若先过滤下层浊液，滤纸上将会残留着大量不溶性杂质，再过滤上层清液时，不溶物会阻碍清液的通过，影响过滤速度。
2.如果两次过滤之后滤液仍然浑浊，原因可能是滤纸破损或过滤时液面高于滤纸边缘。
三、硬水的软化
1.硬水：
含有较多可溶性钙、镁化合物的水叫做硬水。
软水：
不含或含较少可溶性钙、镁化合物的水叫软水。
2.硬水和软水的区分方法：
分别取少量的软水和硬水于试管中，滴加等量的肥皂水，振荡。
有较多泡沫产生的水是软水；泡沫很少，产生浮渣的水是硬水。
3.硬水在加热或长久放置时会有水垢生成，化学方程式为：
Ca（HCO3）2=CaCO3↓+H2O+CO2↑
4.
硬水的危害：
①用硬水洗涤衣物，既浪费肥皂又洗不干净衣物，时间长了还会使衣物变硬。
②锅炉用水硬度高了十分危险，因为锅炉内结垢之后不仅浪费燃料，而且会使锅炉内管道局部过热，易引起管道变形或损坏，严重时还可能引起爆炸。
③长时间饮用硬水有害健康。
5.硬水的软化方法：
煮沸和蒸馏。
制取蒸馏水的装置如右图所示。
注意：
①在烧瓶底部要加几粒沸石（或碎瓷片）以防加热时出现暴沸。
②加热前按照图3连接好装置，使各连接部分严密不透气。
③加热烧瓶时不要使液体沸腾得太剧烈，以防液体通过导管直接流到试管里。
④弃去开始馏出的部分液体，收集到10mL左右蒸馏水时，停止加热。
【例题】
1.下列方法中能除去溶液中不溶性固体杂质的是（）
A.蒸馏B.加热C.过滤D.吸附
2.下列混合物可用过滤方法来分离的是（）
A.水和二氧化锰B.铁粉和铜粉C.酒精和水D.泥沙和食盐水
3.过滤时，玻璃棒引流液体，末端要（）
A.指向漏斗中心B.悬空
C.紧靠一层滤纸的一边D.紧靠三层滤纸的一边
4.活性炭具有吸附作用，经活性炭净水器过滤的天然水，不能达到的是（）
A.除去原有的不溶性物质B.除去原有的臭味
C.除去一些溶解的杂质D.除去所有杂质得到纯净水
5.明矾净化水的作用是（）
A.使暂时硬水软化B.使永久硬水软化
C.除去水中的悬浮物D.消毒杀菌和净化水
6.下列说法正确的是（）
A.含有可溶性钙、镁化合物的水是硬水
B.软水中一定不含有钙、镁化合物
C.矿泉水是软水
D.软水可作锅炉用水
【练习】
1.在进行过滤操作时，除了使用铁架台（带铁圈）、烧杯、玻璃棒以外，还需要的仪器（）
A.酒精灯B.蒸发皿C.漏斗D.托盘天平
2.在过滤操作中，不必使用的仪器是（）
A.烧杯B.漏斗C.玻璃棒D.量筒
3.下列关于过滤操作叙述不正确的是（）
A.漏斗下端的管口要紧靠烧杯的内壁B.滤纸的边缘要低于漏斗的边缘
C.为了加快过滤的速度，可用玻璃棒在过滤器中搅拌液体
D.玻璃棒要轻轻地斜靠在三层滤纸的一边
4.下列净化的操作，净化程度最高的是（）
A.静置B.吸附C.过滤D.蒸馏
5.下列方法中，可以明显降低水的硬度的是（）
A.过滤B.静止C.煮沸D.吸附
6.某同学进行过滤的实验操作，发现得到的滤液仍浑浊，可能的原因有（）
A.滤纸不够厚B.液面低于滤纸边缘
C.滤纸破损D.承接滤液的烧杯不干净
7.下列净化水的操作过程中，发生化学变化过程的是（）
A.沉淀B.消毒C.过滤D.蒸发
8.下列方法中能够用来区别硬水和软水的是（）
A.观察颜色B.加入明矾，搅拌
C.溶解食盐D.加肥皂水搅拌
第四节爱护水资源
一、水资源现状
1.地球表面约71％被水覆盖着。
但淡水只约占全球水储量的2.53％，其中大部分还分布在两极和高山的冰雪及永久冻土，难以利用；可利用的只约占其中的30.4％。
2.海水中含量最多的物质是水（H2O），含量最多的元素是氧元素，最多的金属元素是钠元素。
3.我国水资源的现状是分布不均，人均不足。
4.水资源紧张的原因：
一方面人类生活、生产的用水量不断增加，另一方面未经处理的废水、废物和生活污水的任意排放及农药、化肥的不合理施用等造成的水体污染，加剧了可利用水的减少，使原本已紧张的水资源更显短缺。
二、爱护水资源——一方面要节约用水，另一方面要防止水体污染
1.节约用水的一些具体措施：
a）提高水的利用效率。
b）使用新技术，改革工艺和改变习惯。
c）污水处理之后，循环利用。
d）“一水多用”，如使用“中水”（生活污水处理后，达到一定水质标准的非饮用水）洗车、使用淘米水浇花等。
2.防止水体污染的一些具体措施：
a）不使用含磷洗衣粉。
b）工业“三废”要进行综合利用和经处理后再排放。
c）农业上提倡使用农家肥，合理使用化肥和农药。
d）以预防为主，治理为辅。
【例题】
1.下列属于节水图标的是（）
2.下列关于水的说法，正确的是（）
A.自来水澄清透明，属于纯净物
B.水覆盖了地球大约3/4的表面，因此不存在水危机
C.长期饮用纯净水，有益于身体健康
D.经济的发展，人口的增长，会造成淡水资源的紧缺
3.2012年3月22日是第二十届“世界水日”，下列措施中不可取的是（）
A.工业废水处理达标后循环使用
B.农业浇灌推广使用喷灌、滴灌技术
C.大量开采使用地下水D.洗菜、淘米、洗衣的水可用来浇花、拖地、冲厕所
4.下列措施不属于保护海洋环境，也不属于合理利用海洋资源的是（）
A.在鱼类繁殖期间禁止捕捞B.禁止船舶垃圾直接倒入海中
C.将工业污水直接排入海中D.海水晒盐
5.2012年“世界水日”的主题是“水与粮食安全”。
下列说法错误的是（）
A.水的天然循环能实现水的重新分配，不需兴建水利工程
B.农业生产中改变灌溉方式，变漫灌为喷灌或滴灌，以节约用水
C.为了避免水体污染，农业上应合理使用农药和化肥
D.将生活用水和地表雨水分类处理，可减少污染，保护水资源
【练习】
1.水短缺是严重的社会问题，下列应对水资源的措施：
推广使用无磷洗衣粉；
加强工业废水的达标排放；
加快生活污水净化处理的建设；
合理施用农药和化肥；
提倡节约用水，其中合理的是（）
A.
B.
C.
D.
2.水是人类生存必不可少的一种资源，但地球上的陆地淡水只约占总水量的2.53%.如图是地球上各大洲可利用的淡水资源和人口数量各占世界总量的百分比示意图，可见（）
A.亚洲淡水资源人均拥有量最少B.全球淡水资源的分布是均衡的
C.水是循环的，没有必要担心淡水资源的不足
D.亚洲淡水资源总量最多，不存在淡水资源缺乏问题
3.2013年“中国水周”活动的宣传主题为“节约保护水资源，大力建设生态文明”。
合理开发和利用水资源刻不容缓，节约用水、爱护水是每一个公民应尽的义务。
（1）以下做法中正确的是（）
A.在我国的北方，农业和园林浇灌改漫灌为喷灌或滴灌
B.加强工业废水排放的监控，坚持达标排放
C.合理使用农药、化肥，以减少水体污染
（2）面临淡水资源的短缺，我们应该“一水多用”，请你举出生活中的一项具体措施：
.
4.水是宝贵的自然资源，水资源不足，将严重影响人类的生存，请结合表回答：
（1）我国人均水量约为2048
/a，居世界第八十几位，水资源紧缺程度为.
（2）研究表明，一节废弃的电池所造，成的污染可使60t水无法饮用，若成年人每天饮水约2kg，则60t水能提供一个人饮用约年（一年按365天计，结果保留整数）
（3）我国是一个海洋大国，海洋的国土面积300多万平方公里，它有种类繁多、储量巨大的资源，请你写出海洋中可提取或加工得到的两种物质、.
第五节氢气
1.物理性质：
无色无味的气体，难溶于水。
密度比空气小，是相同条件下密度最小的气体。
2.化学性质：
a）可燃性
：
2H2+O2
2H2O
氢气燃烧时发出淡蓝色火焰，放出热量，并有水珠产生。
b）还原性：
H2+CuO
Cu+H2O
黑色的氧化铜在氢气中加热逐渐变成红色，并有水珠产生。
3.实验室制取氢气
⏹反应原理：
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
⏹反应物的选择：
选用锌粒和稀硫酸。
◆不使用浓盐酸，因为：
盐酸易挥发，使制得的氢气中含有氯化氢气体。
◆不用镁、铝是因为反应速度太快，不用铁是因为反应速度太慢。
⏹发生装置和收集装置：
发生装置同分解过氧化氢制取氧气的发生装置；收集装置可选择排水法收集气体的装置或向下排空气法收集气体的装置。
⏹用排空气法收集氢气时，不能验满！
用排水法收集氢气时，如果集气瓶口出现气泡，说明氢气收集满。
⏹在点燃氢气前，一定要检验氢气的纯度。
⏹可燃性气体的验纯方法：
用排水法收集一试管可燃气体，用拇指堵住试管口移近火焰点燃。
如果气体较纯，气体将会安静地燃烧，并发出“噗”声；如果气体不纯，会发出尖锐爆鸣声。
⏹如果验纯时发现气体不纯，需要再收集再检验时，必须对试管进行处理（用拇指在试管口堵住一会或更换试管），以免发生爆炸。
⏹检验：
点燃。
纯净的氢气能够安静地燃烧，发出淡蓝色火焰；而不纯的氢气在燃烧时会发出尖锐的爆鸣声。
4.氢气能源的优点：
①以水为原料，来源广泛；②热值高，放热多；③生成物是水，毫无污染；④可以再生。
5.目前氢能源存在的问题：
制取成本高、贮存和运输困难。
6.氢气被认为是最清洁的燃料。
7.任何可燃气体或可燃的粉尘如果跟空气充分混合，遇火时都有可能发生爆炸。
【例题】
1．选择下列氢气的有关性质：
（1）作发射火箭导弹的燃料（ ）
（2）冶炼金属（ ）
（3）填充探空气球（ ） （4）焊接、割断金属（ ）
A．还原性 B．可燃性 C．难溶性 D．密度小
2．氢气与灼热的氧化铜反应生成铜和水，是因为氢气具有（）
A．氧化性 B．还原性 C．可燃性 D．难溶于水
3．氢气的下列用途中利用了氢气的物理性质的是（）
A．充灌探空气球 B．焊接或切割金属
C．驱动火箭 D．冶炼金属
4．氢气“让人喜欢让人忧”，主要是因为（ ）。
A．常温下密度很小，难以液化
B．是无污染的新能源，但易引起爆炸
C．具有可燃性、还原性，而无氧化性
D．常温下稳定，需要加热、点燃才能参加反应
5．下列关于氢气性质实验的叙述不正确的是（ ）。
A．纯净的氢气在空气中安静燃烧
B．氢气中混有空气，点燃可能发生爆炸
C．氢气在空气中燃烧发出蓝紫色火焰
D．用干燥的冷烧杯罩在氢气的火焰上，烧杯内壁有水雾出现
【练习】
1.下列说法正确的是
A、由一种元素组成的物质一定是单质
B、由不同种元素组成的物质一定是混合物
C、由不同种元素组成的物质叫化合物
D、自然界存在的河水、泉水均为混合物
2.用分子观点对下列常见现象的解释，错误的是
A、热胀冷缩—分子大小随温度的变化而变化
B、花香四溢—分子不停地运动
C、酒精挥发—分子间间隔变大和分子运动
D、食物腐败—分子发生了变化
3.水是人类生活不可缺少的物质。
下列有关水的叙述不正确的是
A、水是由氢元素和氧元素组成的氧化物
B、用肥皂水可以区分硬水和软水
C、氢气燃烧生成水和电解水的基本反应类型相同
D、净化水的常用方法有吸附、沉淀、过滤和蒸馏
4.右图为自来水厂净化过程的示意图。
请判断净水过程中，有化学变化发生的是
A、从水库取水
B、通过过滤池
C、通过活性炭吸附池
D、投药消毒
5.渭河被称为“陕西的母亲河”。
长期以来，渭河的污染严重。
地方政府投入大量的资金进行综合治理。
下列是互联网上网民对水卡污染治理的一些建议，你认为不合理的是
A、坚决杜绝使用农药和化肥
B、严禁在河边随意堆放生活垃圾
C、工业废水经过处理，达到标准后再排放
D、严禁在河边两岸新建化工、造纸等严重污染的工厂
6.2008年5月12日14时28分，在四川汶川县发生了8.0级的地震，地震是一种突发的自然灾害，震后的生态环境和生活条件都受到了极大的破坏，卫生基础设施损坏严重，供水设施受到了破坏，饮用水受到污染，是导致传染病传染的潜在因素，能否解决群众的供水问题是关系到震后能否控制大疫的一个关键问题，灾区人们日常生活用水及饮用水都要经过一系列的净化才能使用，请你解决如下问题：
（1）为了出去水中的不溶性杂质，可以采取的措施：
（2）当地震过去后，你如何将污水变成清洁的用水？
（3）除去河水中的不溶性的杂质后，请你设计一个实验证明水师硬水：
（4）有人说：
饮用天然的矿泉水对人体的健康是有益的，矿泉水中微量的元素的含量越多越好。
你认为这种说法正确吗，为什么？
综合训练：
1.水是人类必不可少的宝贵资源。
下列关于水的说法错误的是
A、水在自然界中以固态、液态、气态的形式存在
B、水对调节地球温度起到了重要的作用
C、水能溶解很多物质，在生物体内起着运送营养物质的作用
D、水在自然界中不断循环，淡水取之不尽，用之不竭
2.下列变化能证明分子在化学变化中可以再分的是
A、水在0℃结成冰，在100℃时变成水蒸气
B、蔗糖溶解在水中变成糖水
C、在桂花树周围可以闻到桂花香味
D、硫在氧气中燃烧生成二氧化硫
3.下列叙述错误的是
A、同种元素组成的纯净物是单质
B、纯净水、蒸馏水、矿泉水都是由水分子构成的纯净物
C、空气是由多种成分组成的混合物
D、同种原子可以构成分子，不同种原子也可以构成分子
4.下列方法中，能将硬水软化的是
A、沉淀B、吸附C、过滤D、蒸馏
5.下图是氧化汞分解的示意图，根据图示下列叙述正确的是
A、反应中，发生变化的是汞原子和氧原子
B、反应中，氧化汞分子可以分，汞原子，氧原子不能再分
C、氧化汞是由单质汞和氧气组成OOO
D、氧化汞由汞原子和氧原子构成HgHgO
6.由分子构成的物质，发生物理变化和化学变化的本质区别是
A、分子是否发生运动B、分子间隔是否发生改变
C、原子是否重新组合成分子D、物质的状态是否发生改变
7.下列关于氢气性质的叙述中，属于化学性质的是
A、氢气是一种难溶于水的气体
B、在一定条件下，氢气可以转变成雪状的固体
C、氢气的密度远小于空气的密度
D、点燃氢气和空气的混合气体时容易引起爆炸
8.原子和分子的本质区别是
A、是否能直接构成物质B、分子大、原子小
C、在化学变化中能否再分D、是否能保持物质的化学性质
9.以造福人类，但水被污染后却给人类造成灾难。
为了防止水的污染，下列各项：
①抑制水中所有动、植物的生长；②不任意排放工业废水；③禁止使用农药和化肥；④生活污水经过净化处理后再排放。
其中可以采用
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