
第三單元 鹽類的水解
考綱定位
核心素養(yǎng)
1.了解鹽類水解的原理。
2.了解影響鹽類水解的主要因素。
3.了解鹽類水解的應(yīng)用。
4.能正確書(shū)寫(xiě)鹽類水解的化學(xué)或離子方程式。
1.變化觀念——從鹽類的水解反應(yīng)認(rèn)識(shí)化學(xué)變化的原理及應(yīng)用。
2.平衡思想——能從動(dòng)態(tài)的角度分析水解平衡的實(shí)質(zhì)原理、特征和影響因素。
3.模型認(rèn)知——建立溶液中粒子濃度比較模型如電荷守恒、物料守恒和質(zhì)子守恒模型。
考點(diǎn)一| 鹽類的水解原理
1.鹽類的水解實(shí)質(zhì)與特點(diǎn)
(1)定義
在溶液中鹽電離出來(lái)的離子跟水電離產(chǎn)生的H+或OH-結(jié)合生成弱電解質(zhì)的反應(yīng)。
(2)實(shí)質(zhì)
―→c(H+)≠c(OH-)―→溶液不再呈中性。
(3)水解常數(shù)(Kh)
以CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-為例,表達(dá)式為
=Kh=。
(4)特點(diǎn)
水解反應(yīng)程度很微弱
2.鹽類的水解規(guī)律
(1)類型
鹽的
類型
實(shí)例
是否
水解
水解的
離子
溶液的
酸堿性
溶液
的pH
強(qiáng)酸
強(qiáng)堿鹽
NaCl、
KNO3
否
—
中性
=7
強(qiáng)酸
弱堿鹽
NH4Cl、
Cu(NO3)2
是
NH、Cu2+
酸性
7
(2)規(guī)律:有弱才水解,越弱越水解;誰(shuí)強(qiáng)顯誰(shuí)性,同強(qiáng)顯中性。
提醒:弱酸弱堿鹽的性質(zhì)決定于酸、堿的相對(duì)強(qiáng)弱,水解性質(zhì)仍顯較強(qiáng)的性質(zhì),如NH4ClO顯堿性,CH3COONH4顯中性。
[深度歸納] 酸式鹽的性質(zhì)判斷方法歸類
(1)強(qiáng)酸的酸式鹽只電離,不水解,溶液顯酸性。
(2)弱酸的酸式鹽溶液的酸堿性,取決于酸式酸根離子的電離程度和水解程度的相對(duì)大小。
①若電離程度小于水解程度,溶液呈堿性。常見(jiàn)的有NaHCO3、NaHS、Na2HPO4等。
②若電離程度大于水解程度,溶液顯酸性。常見(jiàn)的有NaHSO3、NaH2PO4等。
3.水解離子方程式的書(shū)寫(xiě)
(1)書(shū)寫(xiě)形式
在書(shū)寫(xiě)鹽類水解方程式時(shí)一般要用“”號(hào)連接,產(chǎn)物不標(biāo)
“↑”或“↓”,用離子方程式表示為鹽中的弱離子+水弱酸(或弱堿)+OH-(或H+)。
(2)書(shū)寫(xiě)規(guī)律
①一般鹽類水解程度很小,水解產(chǎn)物很少,如果產(chǎn)物易分解(如NH3·H2O、H2CO3)也不寫(xiě)成其分解產(chǎn)物的形式。
②多元弱酸鹽的水解分步進(jìn)行,以第一步為主,一般只寫(xiě)第一步水解的離子方程式,如Na2CO3的水解離子方程式:CO+H2OHCO+OH-。
③多元弱堿陽(yáng)離子的水解方程式一步寫(xiě)完,如FeCl3的水解離子方程式:
Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+。
提醒:水解分別是酸性和堿性的離子組由于相互促進(jìn)水解程度較大生成氣體或沉淀的,書(shū)寫(xiě)時(shí)要用“===”“↑”“↓”,但水解不生成氣體或沉淀,水解不完全,書(shū)寫(xiě)仍用“”。如2Al3++3CO+3H2O
===2Al(OH)3↓+3CO2↑;CH3COO-+NH+H2OCH3COOH+NH3·H2O。
1.正誤判斷(正確的打“√”,錯(cuò)誤的打“×”)
(1)鹽類水解的實(shí)質(zhì)是促進(jìn)水電離,水電離平衡右移。( )
(2)能水解的鹽溶液一定呈酸性或堿性,不可能呈中性。( )
(3)NaHSO3溶液顯酸性的理由是HSO只電離不水解。( )
(4)25 ℃,pH=11的Na2CO3溶液中水電離出的c(OH-)=1×10-11 mol·L-1。
( )
(5)25 ℃,水電離出的c(H+)=1×10-5 mol·L-1的溶液一定顯酸性。( )
答案:(1)√ (2)× (3)× (4)× (5)×
2.寫(xiě)出下列鹽的水解離子方程式。
(1)(NH4)2SO4____________________________________________。
(2)Na2S_________________________________________________。
(3)NaHSO3______________________________________________。
(4)NaAlO2______________________________________________。
(5)FeCl3________________________________________________。
答案:(1)NH+H2ONH3·H2O+H+
(2)S2-+H2OHS-+OH-
(3)HSO+H2OH2SO3+OH-
(4)AlO+2H2OAl(OH)3+OH-
(5)Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+
考法1 鹽類水解的實(shí)質(zhì)規(guī)律
1.25 ℃時(shí),濃度均為0.1 mol·L-1的溶液,其pH如下表所示。有關(guān)說(shuō)法正確的是( )
序號(hào)
①
②
③
④
溶液
NaCl
CH3COONH4
NaF
NaHCO3
pH
7.0
7.0
8.0
8.4
A.酸性強(qiáng)弱:H2CO3>HF
B.水的電離程度:①=②
C.③中水電離出的c(OH-)=1×10-8 mol·L-1
D.④中顯堿性的原因是HCO的水解程度大于其電離程度
D [A項(xiàng),水解程度越大,酸越弱,故酸性H2CO3H2CO3>HCO可知同濃度的
CH3COONa、NaHCO3、Na2CO3的水解程度依次增大,pH依次增大。
(2)外界因素對(duì)鹽類水解的影響
因素
水解平衡
水解程度
水解產(chǎn)生離子的濃度
溫度
升高
右移
增大
增大
濃度
增大
右移
減小
增大
減小(即稀釋)
右移
增大
減小
外加
酸、堿
酸
弱堿陽(yáng)離子的水解程度減小
堿
弱酸根離子的水解程度減小
外加
其他鹽
水解形式相同的鹽
相互抑制(如NH4Cl中加FeCl3)
水解形式相反的鹽
相互促進(jìn)[如Al2(SO4)3中加NaHCO3]
提醒:(1)稀溶液中,鹽的濃度越小,水解程度越大,但由于溶液體積的增大是主要的,故水解產(chǎn)生的H+或OH-的濃度是減小的,則溶液酸性(或堿性)越弱;(2)向CH3COONa溶液中加入少量冰醋酸,并不會(huì)與CH3COONa溶液水解產(chǎn)生的OH-反應(yīng),使平衡向水解方向移動(dòng),原因是體系中c(CH3COOH)增大是主要因素,會(huì)使平衡CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-左移。
2.鹽類水解的“六”大類應(yīng)用
(1)判斷離子能否共存
若陰、陽(yáng)離子發(fā)生水解相互促進(jìn)的反應(yīng),水解程度較大而不能大量共存,有的甚至水解完全。常見(jiàn)的水解相互促進(jìn)的反應(yīng)進(jìn)行完全的有:
①Al3+與HCO、CO、AlO、SiO、HS-、S2-、ClO-。
②Fe3+與HCO、CO、AlO、SiO、ClO-。
③NH與SiO、AlO。
(2)判斷鹽溶液蒸干時(shí)所得的產(chǎn)物
①鹽溶液水解生成難揮發(fā)性酸和酸根陰離子易水解的強(qiáng)堿鹽,蒸干后一般得原物質(zhì),如CuSO4(aq)蒸干得CuSO4;Na2CO3(aq)蒸干得Na2CO3(s)。
②鹽溶液水解生成易揮發(fā)性酸時(shí),蒸干灼燒后一般得對(duì)應(yīng)的氧化物,如AlCl3(aq)蒸干得Al(OH)3,灼燒得Al2O3。
③弱酸的銨鹽蒸干后無(wú)固體。如NH4HCO3、(NH4)2CO3。
(3)保存、配制某些鹽溶液
如配制FeCl3溶液時(shí),為防止出現(xiàn)Fe(OH)3沉淀,常加幾滴鹽酸來(lái)抑制FeCl3的水解;在實(shí)驗(yàn)室盛放Na2CO3、CH3COONa、Na2S等溶液的試劑瓶不能用玻璃塞,應(yīng)用橡膠塞。
(4)利用鹽類的水解反應(yīng)制取膠體、凈水
如實(shí)驗(yàn)室制備Fe(OH)3膠體的原理為
FeCl3+3H2OFe(OH)3(膠體)+3HCl。
明礬凈水的原理為Al3+水解生成氫氧化鋁膠體,膠體具有很大的表面積,吸附水中懸浮物而聚沉。
(5)泡沫滅火器的原理
NaHCO3與Al2(SO4)3的飽和溶液混合
Al3++3HCO===Al(OH)3↓+3CO2↑。
(6)銨態(tài)氮肥與草木灰不能混用,某些鹽溶液(如ZnCl2、NH4Cl)作除銹劑。
正誤判斷(正確的打“√”,錯(cuò)誤的打“×”)
(1)因?yàn)?.1 mol·L-1 Na2CO3溶液的pH大于0.1 mol·L-1 Na2SO3溶液的pH故可推知酸性H2CO37,最后一種溶液pHBOH
AOHBOH
AOHHD
HC>HD
HCHD。]
2.(2019·武漢模擬)已知常溫下濃度為0.1 mol·L-1的下列溶液的pH如表所示:
溶質(zhì)
NaF
NaClO
Na2CO3
pH
7.5
9.7
11.6
下列說(shuō)法正確的是( )
A.加熱0.1 mol·L-1 NaClO溶液測(cè)其pH,pH小于9.7
B.0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液加水稀釋,CO的水解平衡右移,pH變大
C.根據(jù)上表數(shù)據(jù)得出三種酸電離平衡常數(shù)大小關(guān)系為HF>HClO>H2CO3(二級(jí)電離平衡常數(shù))
D.0.1 mol·L-1 NaF溶液中加入Na2CO3,F(xiàn)-的水解程度變大
C [A項(xiàng),加熱促進(jìn)鹽水解,pH>9.7,錯(cuò)誤;B項(xiàng),加水稀釋堿性變?nèi)?,pH變小,錯(cuò)誤;C項(xiàng),水解程度越大,pH越大,相應(yīng)的酸越弱,正確;D項(xiàng),加Na2CO3,抑制F-水解,錯(cuò)誤。]
考法2 鹽類水解的應(yīng)用
3.下列根據(jù)反應(yīng)原理設(shè)計(jì)的應(yīng)用,不正確的是( )
A.CO+H2OHCO+OH- 熱的純堿溶液清洗油污
B.Al3++3H2OAl(OH)3+3H+ 明礬凈水
C.TiCl4+(x+2)H2O(過(guò)量)TiO2·xH2O↓+4HCl 制備
TiO2·xH2O
D.SnCl2+H2OSn(OH)Cl+HCl 配制氯化亞錫溶液時(shí)加入氫氧化鈉
D [熱的純堿溶液堿性增強(qiáng)、去污能力增強(qiáng);Al3+水解生成Al(OH)3膠體,吸附水中的懸浮物,具有凈水作用;TiCl4與H2O作用水解可以制得納米材料TiO2·xH2O,A、B、C項(xiàng)正確;SnCl2易水解,配制SnCl2溶液時(shí)若加入NaOH溶液,會(huì)促進(jìn)SnCl2水解而生成Sn(OH)Cl或Sn(OH)2沉淀,所以配制SnCl2溶液應(yīng)將SnCl2固體溶于濃鹽酸中,再稀釋至所需濃度。]
4.(2019·佛山模擬)下列物質(zhì)的水溶液在空氣中小心加熱蒸干至質(zhì)量不再減少為止,能得到較純凈的原溶質(zhì)的是( )
①CuSO4 ②FeSO4?、跭2CO3?、蹸a(HCO3)2
⑤NH4HCO3 ⑥KMnO4?、逨eCl3
A.全部都可以 B.僅①②③
C.僅①③⑥ D.僅①③
D [FeSO4溶液加熱過(guò)程中生成Fe(OH)2和H2SO4,又由于Fe(OH)2會(huì)被氧化生成Fe(OH)3,故蒸干后得不到原溶后;Ca(HCO3)2受熱會(huì)分解生成CaCO3;NH4HCO3受熱分解;KMnO4受熱分解生成K2MnO4和MnO2;FeCl3受熱促進(jìn)水解生成Fe(OH)3和鹽酸,而鹽酸揮發(fā)進(jìn)一步促進(jìn)其水解,最終水解徹底,得不到原溶質(zhì)。]
專項(xiàng)突破(二十四) 溶液中粒子濃度的大小比較
1.理解“兩大理論”,構(gòu)建思維基點(diǎn)
(1)電離理論——弱電解質(zhì)的電離是微弱的
①弱電解質(zhì)的電離是微弱的,電離產(chǎn)生的微粒都非常少,同時(shí)還要考慮水的電離。
如氨水中:NH3·H2O、NH、OH-、H+濃度的大小關(guān)系是
c(NH3·H2O)>c(OH-)>c(NH)>c(H+)。
②多元弱酸的電離是分步進(jìn)行的,其主要是第一步電離(第一步電離程度遠(yuǎn)大于第二步電離)。
如在H2S溶液中:H2S、HS-、S2-、H+的濃度大小關(guān)系是c(H2S)>
c(H+)>c(HS-)>c(S2-)。
(2)水解理論——弱電解質(zhì)離子的水解是微弱的
①弱電解質(zhì)離子的水解損失是微量的(水解相互促進(jìn)的除外),但由于水的電離,故水解后酸性溶液中c(H+)或堿性溶液中c(OH-)總是大于水解產(chǎn)生的弱電解質(zhì)溶液的濃度。
如NH4Cl溶液中:NH、Cl-、NH3·H2O、H+的濃度大小關(guān)系是
c(Cl-)>c(NH)>c(H+)>c(NH3·H2O)。
②多元弱酸酸根離子的水解是分步進(jìn)行的,其主要是第一步水解。
如在Na2CO3溶液中:CO、HCO、H2CO3的濃度大小關(guān)系應(yīng)是c(CO)>c(HCO)>c(H2CO3)。
2.理解“三個(gè)守恒”,明確濃度關(guān)系
(1)電荷守恒
電荷守恒是指溶液必須保持電中性,即溶液中所有陽(yáng)離子的電荷總濃度等于所有陰離子的電荷總濃度。如NaHCO3溶液中:c(Na+)+c(H+)=c(HCO)+2c(CO)+c(OH-)。
(2)物料守恒:物料守恒也就是元素守恒,變化前后某種元素的原子個(gè)數(shù)守恒。
①單一元素守恒,如1 mol NH3通入水中形成氨水,就有n(NH3)+n(NH3·H2O)+n(NH)=1 mol,即氮元素守恒。
②兩元素守恒,如NaHCO3溶液中:c(Na+)=c(H2CO3)+c(HCO)+c(CO),即鈉元素與碳元素守恒。
(3)質(zhì)子守恒(了解):電解質(zhì)溶液中,由于電離、水解等過(guò)程的發(fā)生,往往存在質(zhì)子(H+)的轉(zhuǎn)移,轉(zhuǎn)移過(guò)程中質(zhì)子數(shù)量保持不變,稱為質(zhì)子守恒。如NaHCO3溶液中:
c(H2CO3)+c(H+)=c(CO)+c(OH-)。
注:質(zhì)子守恒可以通過(guò)電荷守恒與物料守恒加減得到。
同溶液中不同粒子濃度的比較
角度1 單一溶液中粒子濃度比較
1.(1)(NH4)2SO4溶液中各粒子濃度關(guān)系
①大小關(guān)系(離子):______________________________________。
②物料守恒:___________________________________________。
③電荷守恒:___________________________________________。
④質(zhì)子守恒:___________________________________________。
(2)0.1 mol·L-1的Na2CO3溶液中各粒子濃度的關(guān)系
①大小關(guān)系(離子):______________________________________。
②物料守恒:___________________________________________。
③電荷守恒:___________________________________________。
④質(zhì)子守恒:__________________________________________。
(3)0.1 mol·L-1的NaHCO3溶液中各粒子濃度的關(guān)系
①大小關(guān)系(離子):_____________________________________。
②物料守恒:__________________________________________。
③電荷守恒:__________________________________________。
④質(zhì)子守恒:__________________________________________。
(4)0.1 mol·L-1的NaHSO3溶液(pHc(SO)>c(H+)>c(OH-)
②c(NH)+c(NH3·H2O)=2c(SO)
③c(NH)+c(H+)=2c(SO)+c(OH-)
④c(H+)=c(NH3·H2O)+c(OH-)
(2)①c(Na+)>c(CO)>c(OH-)>c(HCO)>c(H+)
②c(Na+)=2[c(CO)+c(HCO)+c(H2CO3)]
③c(Na+)+c(H+)=2c(CO)+c(HCO)+c(OH-)
④c(OH-)=c(H+)+c(HCO)+2c(H2CO3)
(3)①c(Na+)>c(HCO)>c(OH-)>c(H+)>c(CO)
②c(Na+)=c(HCO)+c(CO)+c(H2CO3)
③c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HCO)+2c(CO)
④c(OH-)+c(CO)=c(H2CO3)+c(H+)
(4)①c(Na+)>c(HSO)>c(H+)>c(SO)>c(OH-)
②c(Na+)=c(HSO)+c(SO)+c(H2SO3)
③c(Na+)+c(H+)=2c(SO)+c(HSO)+c(OH-)
④c(H+)=c(SO)-c(H2SO3)+c(OH-)
(1)酸式鹽溶液的酸堿性主要取決于酸式鹽中酸式酸根離子的電離能力和水解能力哪一個(gè)更強(qiáng)。已知H2A為弱酸。
①如NaHA溶液(pHc(HA-)>c(H+)>c(A2-)>c(OH-)>
c(H2A)。
②如NaHA溶液(pH>7):c(Na+)>c(HA-)>c(OH-)>c(H2A)>c(H+)>
c(A2-)。
(2)多元弱酸的強(qiáng)堿正鹽溶液:弱酸根離子水解以第一步為主。如Na2A溶液:c(Na+)>c(A2-)>c(OH-)>c(HA-)>c(H2A)>c(H+)。
角度2 混合液中粒子濃度的比較
2.比較下列幾種溶液混合后各離子濃度的大小。
(1)CH3COOH和NaOH等濃度等體積混合,離子濃度大小順序?yàn)開(kāi)__________________________________________________________。
(2)25 ℃時(shí),NaOH和CH3COOH等濃度按1∶2體積比混合后
pHc(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)
(2)c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)
2c(Na+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)
c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-)
(3)①c(NH)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+)
②0.1
(4)c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)
3.(2019·唐山模擬)HR是一元酸。室溫時(shí),用0.250 mol·L-1 NaOH溶液滴定25.0 mL HR溶液時(shí),溶液的pH變化情況如圖所示。其中,b點(diǎn)表示兩種物質(zhì)恰好完全反應(yīng)。下列敘述正確的是( )
A.HR的電離常數(shù)Ka=5×10-6
B.圖中Xc(R-)>c(HR)>
c(H+)>c(OH-)
D.b點(diǎn)溶液中粒子濃度大小關(guān)系是:c(Na+)>c(OH-)>c(R-)>c(H+)
A [根據(jù)題意,b點(diǎn)時(shí)酸堿恰好完全反應(yīng),則c(HR)=
0.250 mo1·L-1×0.02 L÷0.025 L=0.2 mol·L-1,0.2 mol·L-1的HR溶液的pH=3,則HR是弱酸,c(H+)=10-3 mol·L-1,故HR的電離常數(shù)Ka=≈≈5×10-6,A項(xiàng)正確;b點(diǎn)酸堿恰好完全反應(yīng),為NaR溶液,由于R-水解溶液呈堿性,故X>7,B項(xiàng)錯(cuò)誤;a點(diǎn)時(shí)加入的n(NaOH)=
0.250 mol·L-1×0.01 L=0.002 5 mol,n(HR)=0.2 mol·L-1×0.025 L=0.005 mol,故a點(diǎn)得到的是等物質(zhì)的量的HR和NaR的混合溶液,溶液呈酸性,則HR的電離程度大于R-的水解程度,粒子濃度大小為c(R-)>c(Na+)>c(HR)>c(H+)>
c(OH-),C項(xiàng)錯(cuò)誤;b點(diǎn)為NaR溶液,由于R-水解溶液呈堿性,故離子濃度大小為c(Na+)>c(R-)>c(OH-)>c(H+),D項(xiàng)錯(cuò)誤。]
4.(2019·黃岡模擬)室溫時(shí),配制一組c(H2A)+c(HA-)+c(A2-)=0.10 mol·L-1的H2A和NaOH混合溶液,溶液中部分微粒的物質(zhì)的量濃度隨pH的變化曲線如圖所示。下列說(shuō)法正確的是( )
A.c(Na+)=0.10 mol·L-1的溶液中,c(A2-)-c(H+)=c(H2A)-
c(OH-)
B.pH=4的溶液中,c(HA-)=c(H2A)+c(A2-)
C.pH=7的溶液中,c(Na+)=c(A2-)+c(HA-)
D.K1(H2A)的數(shù)量級(jí)為10-5
A [c(Na+)=0.10 mol·L-1的溶液中,溶液中存在c(H2A)+c(HA-)+c(A2-)=0.10 mol·L-1,溶液中存在物料守恒:c(Na+)=c(H2A)+c(HA-)+c(A2-)和電荷守恒式c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HA-)+2c(A2-),得c(A2-)-c(H+)=c(H2A)-c(OH-),A項(xiàng)正確;結(jié)合圖象可知pH=4的溶液中c(HA-)>0.05 mol·L-1,再結(jié)合c(H2A)+c(HA-)+c(A2-)=0.10 mol·L-1可知c(HA-)>c(H2A)+c(A2-),B項(xiàng)錯(cuò)誤;溶液中電荷守恒式為c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HA-)+2c(A2-),pH=7的溶液中c(H+)=c(OH-),則c(Na+)=2c(A2-)+c(HA-),C項(xiàng)錯(cuò)誤;K1(H2A)=,圖示中c(H2A)=c(HA-)時(shí),溶液的pH在3~4之間,故K1(H2A)應(yīng)大于10-4,D項(xiàng)錯(cuò)誤。]
酸+堿—
性質(zhì)定水解與電離程度大小
注意:一般而言,等濃度的弱酸與弱酸鹽混合,電離程度大于水解程度,溶液呈酸性;HCN、NaCN混合液除外,它們的混合溶液呈堿性,水解程度大于電離程度。
不同溶液中同一粒子濃度比較
5.等物質(zhì)的量濃度、等體積的下列溶液中:
①H2CO3?、贜a2CO3?、跱aHCO3?、躈H4HCO3
⑤(NH4)2CO3。下列關(guān)系或者說(shuō)法正確的是 ( )
A.c(CO)的大小關(guān)系:②>⑤>③>④>①
B.c(HCO)的大小關(guān)系:④>③>⑤>②>①
C.將溶液蒸干灼燒只有①不能得到對(duì)應(yīng)的原有物質(zhì)
D.②③④⑤既能與鹽酸反應(yīng),又能與NaOH溶液反應(yīng)
A [由于④中NH與HCO水解相互促進(jìn),故c(HCO)大小為③>④,c(CO)大小也是③>④,B錯(cuò)誤;將各溶液蒸干后①③④⑤都分解,得不到原來(lái)的物質(zhì),C錯(cuò)誤;Na2CO3只能與鹽酸反應(yīng),而與NaOH溶液不反應(yīng),D錯(cuò)誤;NH與CO水解相互促進(jìn),c(CO)大小為②>⑤,HCO既水解又電離,水解程度大于電離程度,c(CO)大小為③、④
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