2019年高考化學(xué)大一輪復(fù)習(xí) 4.1 無機(jī)非金屬材料的主角 硅實(shí)效精練(含解析).doc
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2019年高考化學(xué)大一輪復(fù)習(xí) 4.1 無機(jī)非金屬材料的主角 硅實(shí)效精練(含解析) 一、選擇題:本大題共10小題,在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,只有一項(xiàng)是符合題目要求的。 1.[xx·合肥模擬]月球的礦產(chǎn)資源極為豐富,僅月球表層5 cm厚的沙土就含鐵單質(zhì)上億噸,月球上的主要礦物有輝石 [CaMgSi2O6]、斜長(zhǎng)石[KAlSi3O8]和橄欖石[(Mg或Fe)2SiO4]等,下列說法或分析不正確的是( ) A.輝石、斜長(zhǎng)石及橄欖石均屬于硅酸鹽礦 B.斜長(zhǎng)石的氧化物形式可表示為K2O·Al2O3·3SiO2 C.橄欖石中鐵為+2價(jià) D.月球表層沙土中有游離態(tài)鐵是因?yàn)樵虑虻谋砻鎺缀鯖]有氧氣 解析:根據(jù)輝石[CaMgSi2O6]、斜長(zhǎng)石[KAlSi3O8]和橄欖石[(Mg或Fe)2SiO4]的化學(xué)式可知三者均屬于硅酸鹽礦,A正確。根據(jù)元素化合價(jià)不變的原則,將斜長(zhǎng)石的化學(xué)式改寫為氧化物的形式可表示為K2O·Al2O3·6SiO2,B不正確;根據(jù)化合價(jià)代數(shù)和為零,橄欖石中鐵為+2價(jià),C正確。鐵單質(zhì)與氧氣接觸易被氧化,所以月球表層沙土中有游離態(tài)鐵是因?yàn)樵虑虻谋砻鎺缀鯖]有氧氣的緣故,D正確。 答案:B 2.節(jié)能減排對(duì)發(fā)展經(jīng)濟(jì)、保護(hù)環(huán)境有重要意義。下列措施不能減少二氧化碳排放的是( ) A.利用太陽能制氫 B.關(guān)停小火電企業(yè) C.舉行“地球一小時(shí)”熄燈活動(dòng) D.推廣使用煤液化技術(shù) 解析:本題考查的知識(shí)點(diǎn)是化學(xué)與生產(chǎn)、二氧化碳與環(huán)境,旨在考查學(xué)生對(duì)社會(huì)、環(huán)境的關(guān)注程度。煤液化后燃燒仍然會(huì)產(chǎn)生二氧化碳,所以選D。 答案:D 3.下列關(guān)于碳和硅的敘述中,不正確的是( ) A.+4價(jià)氧化物都與氫氧化鈉溶液反應(yīng) B.單質(zhì)在加熱時(shí)都能與氧氣反應(yīng) C.氧化物都能溶于水生成相應(yīng)的酸 D.碳和硅兩種元素都有能導(dǎo)電的單質(zhì) 解析:A項(xiàng),碳和硅的+4價(jià)氧化物都是酸性氧化物,都能與氫氧化鈉溶液反應(yīng);B項(xiàng),碳和硅的單質(zhì)在加熱時(shí)都能與O2反應(yīng),生成氧化物;C項(xiàng),SiO2不溶于水,不能生成硅酸;D項(xiàng),石墨是導(dǎo)體,晶體硅是半導(dǎo)體,都能導(dǎo)電。 答案:C 4.《青花瓷》中所描繪的“瓶身描繪的牡丹一如你初妝”、“色白花青的錦鯉躍然于碗底”等圖案讓人賞心悅目,但古瓷中所用顏料成分一直是個(gè)謎,近年代科學(xué)家才得知大多為硅酸鹽,如藍(lán)紫色的硅酸銅鋇(BaCuSi2Ox,銅為+2價(jià)),下列關(guān)于硅酸銅鋇的說法不正確的是( ) A.可用氧化物形式表示為BaO·CuO·2SiO2 B.性質(zhì)穩(wěn)定,不易脫色 C.易溶解于強(qiáng)酸和強(qiáng)堿 D.x等于6 解析:“硅酸銅鋇”能穩(wěn)定存在說明其性質(zhì)穩(wěn)定。不易脫色,不易與酸、堿反應(yīng)?!肮杷徙~鋇”中Ba為+2價(jià),Cu為+2價(jià),Si為+4價(jià),則x=6,用氧化物形式表示為BaO·CuO·2SiO2。A、B、D均正確。 答案:C 5.[xx·泰州模擬]將足量CO2氣體通入水玻璃(Na2SiO3溶液)中,然后加熱蒸干,再在高溫下充分灼燒,最后得到的固體物質(zhì)是( ) A.Na2SiO3 B.Na2CO3、Na2SiO3 C.Na2CO3、SiO2 D.SiO2 解析:將足量CO2氣體通入水玻璃中,發(fā)生反應(yīng):2CO2+Na2SiO3+2H2O===H2SiO3↓+2NaHCO3;加熱蒸干高溫灼燒時(shí)發(fā)生反應(yīng):H2SiO3H2O+SiO2,2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O;SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑,各反應(yīng)物存在如下關(guān)系,H2SiO3~2NaHCO3,H2SiO3~SiO2,2NaHCO3~Na2CO3~SiO2,由上述關(guān)系可知,最后所得固體物質(zhì)是Na2SiO3,故選A項(xiàng)。 答案:A 6.月球上有豐富的綠柱石(綠寶石)礦藏,其主要化學(xué)成分為BenAl2(Si6O18),用氧化物形式表示為nBeO·Al2O3·6SiO2,其n的值為( ) A.1 B.2 C.3 D.4 解析:方法一:利用BenAl2(Si6O18)化學(xué)式化合價(jià)代數(shù)和為零可求得n=3。方法二:BenAl2(Si6O18)與nBeO·Al2O3·6SiO2為同種物質(zhì),根據(jù)氧原子守恒,也可求得n=3。故答案為C。 答案:C 7.某氧化物X難溶于水,能與燒堿反應(yīng),生成易溶于水的化合物Y,將少量Y溶液滴入鹽酸中能生成一種白色的膠狀沉淀,則X是( ) A.SiO2 B.Al2O3 C.MgO D.P2O5 解析:MgO不能溶于燒堿,C項(xiàng)錯(cuò)誤;Al(OH)3是兩性氫氧化物,故少量NaAlO2溶液滴入鹽酸中不能生成沉淀,B項(xiàng)錯(cuò)誤;磷酸鈉與鹽酸反應(yīng)得不到膠狀沉淀,D項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案:A 8.[xx·河南南陽模擬]下列物質(zhì):①氫氟酸;②濃硫酸;③燒堿溶液;④Na2CO3固體;⑤氧化鈣;⑥濃硝酸,其中在一定條件下能與SiO2反應(yīng)的有( ) A.①②⑥ B.①②③④⑤⑥ C.①③④⑤ D.②③⑥ 解析:SiO2與除氫氟酸以外的酸都不反應(yīng):SiO2+4HF===SiF4↑+2H2O,①符合、②和⑥不符合;SiO2是酸性氧化物,能夠與堿和堿性氧化物反應(yīng),③和⑤符合;高溫下SiO2和Na2CO3能夠反應(yīng),④符合。 答案:C 9.下列說法正確的是( ) A.在粗硅的制取中發(fā)生2C+SiO22CO↑+Si,硅被還原,所以碳的還原性大于硅的還原性 B.硅酸鈉屬于鹽,不屬于堿,所以硅酸鈉可以保存在磨口玻璃塞試劑瓶中 C.用SiO2制取硅酸,應(yīng)先使二氧化硅與氫氧化鈉溶液反應(yīng),然后再通入CO2 D.由Na2CO3+SiO2CO2↑+Na2SiO3可知硅酸的酸性大于碳酸 解析:依據(jù)元素周期律硅的還原性大于碳,上述反應(yīng)能發(fā)生是因?yàn)楫a(chǎn)物中有CO氣體生成,使平衡向右移動(dòng),A項(xiàng)錯(cuò)誤;硅酸鈉是一種黏合劑,B項(xiàng)錯(cuò)誤;D項(xiàng)反應(yīng)不是在水溶液中進(jìn)行的,且產(chǎn)物中有氣體生成,與酸性強(qiáng)弱無關(guān),D項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案:C 10.[xx·浙江師大附中模擬]下列說法正確的是( ) A.工業(yè)制水泥、玻璃、陶瓷都要用到石灰石 B.剛玉、紅寶石、藍(lán)寶石主要成分是氧化鋁 C.石英、硅石、水晶、珍珠、瑪瑙主要成分都是SiO2 D.二氧化硅是酸性氧化物,能抗?jié)饬蛩?、濃硝酸的腐蝕,故能抗氫鹵酸(HX)的腐蝕 解析:A項(xiàng),工業(yè)制水泥的原料為石灰石和黏土,制玻璃的原料為純堿、石灰石和石英,制陶瓷是以黏土為原料,不用石灰石;B項(xiàng),剛玉的主要成分是氧化鋁,紅寶石、藍(lán)寶石是含少量不同金屬氧化物的優(yōu)質(zhì)剛玉;C項(xiàng),石英、硅石、水晶、瑪瑙主要成分都是SiO2,珍珠的主要成分是碳酸鈣;D項(xiàng),二氧化硅是酸性氧化物,能抗鹽酸、濃硫酸、濃硝酸的腐蝕,但不能抗氫氟酸的腐蝕。 答案:B 二、非選擇題:本大題共4小題,將答案填在題中橫線上。 11.2010年5月15日,CCTV對(duì)“南澳一號(hào)”沉船的考古進(jìn)行了兩個(gè)小時(shí)的現(xiàn)場(chǎng)直播,從沉船中發(fā)現(xiàn)了大量宋代精美瓷器,體現(xiàn)了燦爛的中華文明。青花瓷胎體的原料——高嶺土[Al2Si2O5(OH)x],可摻進(jìn)瓷石制胎,青花瓷釉料的成分主要是鉀長(zhǎng)石(KAlSi3O8),在1 300℃左右一次燒成的釉可形成精美的青花瓷。 (1)下列說法正確的是________(填序號(hào))。 A.高嶺土分子中x=2 B.鉀長(zhǎng)石能完全溶解在鹽酸中形成澄清的溶液 C.燒制青花瓷過程中發(fā)生了復(fù)雜的物理變化和化學(xué)變化 D.青花瓷、玻璃、水泥都屬于硅酸鹽產(chǎn)品 (2)在“南澳一號(hào)”考古直播過程中,需用高純度SiO2制造的光纖。下圖是用海邊的石英砂(含氯化鈉、氧化鋁等雜質(zhì))制備二氧化硅粗產(chǎn)品的工藝流程。 ①洗滌石英砂的目的是____________________________________。 ②二氧化硅與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的離子方程式是________________。 ③在以上流程中,要將洗凈的石英砂研磨成粉末,目的是__________ ______________________________。 ④工業(yè)上常用純凈石英砂與C在高溫下發(fā)生反應(yīng)制造粗硅,粗硅中含有SiC,其中Si和SiC的物質(zhì)的量之比為1∶1。下列說法正確的是________(填序號(hào))。 A.SiC性質(zhì)穩(wěn)定,能用于制造抗高溫水泥 B.制造粗硅時(shí)的反應(yīng)為: 2SiO2+5CSi+SiC+4CO↑ C.在以上流程中,將鹽酸改為NaOH溶液,也可達(dá)到目的 D.純凈的SiO2只能用于制造光導(dǎo)纖維 解析:(1)選項(xiàng)A,根據(jù)化合價(jià)代數(shù)和等于零的原則,可得:6+8-10-x=0,解得x=4。選項(xiàng)B,鉀長(zhǎng)石與鹽酸反應(yīng)后不能形成澄清的溶液。選項(xiàng)C,根據(jù)水泥制造過程可推測(cè)出燒制青花瓷過程中發(fā)生了復(fù)雜的物理變化和化學(xué)變化。選項(xiàng)D,青花瓷、玻璃、水泥符合硅酸鹽產(chǎn)品的特點(diǎn),是硅酸鹽產(chǎn)品。 (2)①石英砂中含有易溶于水的NaCl雜質(zhì),洗滌石英砂可使NaCl與SiO2分離。②SiO2與NaOH溶液反應(yīng)生成Na2SiO3和H2O,據(jù)此可寫出相應(yīng)的離子方程式。③將純凈的石英砂研磨后能增大物質(zhì)的表面積,從而增大反應(yīng)物與鹽酸的接觸面積,增大反應(yīng)速率,提高生產(chǎn)效率。 ④選項(xiàng)A,根據(jù)SiC中元素的價(jià)態(tài)可知,SiC具有還原性,在高溫下仍能在O2中燃燒生成SiO2和CO2,因此不能用于制造抗高溫水泥。選項(xiàng)B,粗硅中含有SiC,其中Si和SiC的物質(zhì)的量之比為1∶1,根據(jù)原子守恒,可將題述信息轉(zhuǎn)化為如下反應(yīng):2SiO2+5C===Si+SiC+4CO↑。選項(xiàng)C,因SiO2、Al2O3都能溶解在NaOH溶液中,無法實(shí)現(xiàn)二者的分離。選項(xiàng)D,純凈的SiO2還可用于制造光學(xué)玻璃等。 答案:(1)CD (2)①除去石英砂中的NaCl雜質(zhì) ②SiO2+2OH-===SiO+H2O ③增大反應(yīng)物之間的接觸面積,增大反應(yīng)速率,提高生產(chǎn)效率?、蹷 12.氮化硅可用作高溫陶瓷復(fù)合材料,在航天航空、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)、機(jī)械等領(lǐng)域有著廣泛的用途。由石英砂合成氮化硅粉末的路線圖如下所示。 其中—NH2基團(tuán)中各元素的化合價(jià)與NH3相同。請(qǐng)回答下列問題: (1)石英砂不能與堿性物質(zhì)共同存放,以NaOH為例,用化學(xué)反應(yīng)方程式表示其原因:________________________________________________ _______________________________________________________________。 (2)圖示①~⑤的變化中,屬于氧化還原反應(yīng)的是 _______________________________________________________________。 (3)SiCl4在潮濕的空氣中劇烈水解,產(chǎn)生白霧,軍事工業(yè)中用于制造煙霧劑。SiCl4水解的化學(xué)反應(yīng)方程式為_______________________________。 (4)在反應(yīng)⑤中,3 mol Si(NH2)4在高溫下加熱可得1 mol氮化硅粉末和8 mol A氣體,則氮化硅的化學(xué)式為________________________________。 (5)在高溫下將SiCl4在B和C兩種氣體的氣氛中,也能反應(yīng)生成氮化硅,B和C兩種氣體在一定條件下化合生成A。寫出SiCl4與B和C兩種氣體反應(yīng)的化學(xué)方程式:________________________________________。 解析:石英砂不能與堿共同存放的實(shí)質(zhì)是SiO2與堿可以發(fā)生反應(yīng)。反應(yīng)①是石英砂與焦炭發(fā)生氧化還原反應(yīng);反應(yīng)②是硅單質(zhì)與Cl2反應(yīng),也是氧化還原反應(yīng)。SiCl4水解可以看做Si結(jié)合四個(gè)OH-生成H4SiO4,原硅酸不穩(wěn)定失水生成H2SiO3,Cl-結(jié)合H+生成HCl。氮化硅的化學(xué)式可通過題目信息,運(yùn)用質(zhì)量守恒求得。結(jié)合題給信息,SiCl4與N2、H2反應(yīng)可得到Si3N4和HCl。 答案:(1)SiO2+2NaOH===Na2SiO3+H2O (2)①② (3)SiCl4+3H2O===4HCl↑+H2SiO3↓(若寫H4SiO4也對(duì)) (4)Si3N4 (5)3SiCl4+2N2+6H2Si3N4+12HCl 13.媒體曾報(bào)道江蘇肯德基連鎖店在煎炸中添加濾油粉的情況,經(jīng)衛(wèi)生部門檢測(cè),濾油粉實(shí)質(zhì)為食品級(jí)三硅酸鎂。三硅酸鎂為白色無味粉末,不溶于水和乙醇,易與無機(jī)酸反應(yīng)。 有關(guān)部門規(guī)定三硅酸鎂樣品中含水量不超過12.2%為優(yōu)良級(jí)。某化學(xué)小組欲測(cè)定三硅酸鎂的化學(xué)式(可用MgxSi3Oy·mH2O表示),實(shí)驗(yàn)步驟如下: 步驟一:取16.6 g 三硅酸鎂樣品,充分加熱至不再分解,冷卻、稱量,得固體13.0 g。 步驟二:另取 16.6 g 三硅酸鎂樣品,向其中加入足量100 mL 4 mol/L 的鹽酸,充分反應(yīng)后,過濾、洗滌、灼燒,得固體 9.0 g 。該固體為空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)且熔沸點(diǎn)很高。 (1)通過計(jì)算確定MgxSi3Oy·mH2O的化學(xué)式。 (2)該小組測(cè)定的三硅酸鎂樣品是否為優(yōu)良級(jí)? (3)寫出該三硅酸鎂樣品與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式。 解析:(1)由題意知步驟二中得到的固體為SiO2,9.0 g SiO2的物質(zhì)的量為0.15 mol,樣品中H2O的質(zhì)量為16.6 g-13.0 g=3.6 g,物質(zhì)的量為0.2 mol。 設(shè)16.6 g 三硅酸鎂的物質(zhì)的量為a。 MgxSi3Oy·mH2O~3SiO2~mH2O 1 3 m a 0.15 mol 0.2 mol 解得a=0.05 mol,m=4 MgxSi3Oy·mH2O的摩爾質(zhì)量為=332 g/mol 則24x+28×3+16y+18×4=332 ① 由化合物中各元素正負(fù)化合價(jià)代數(shù)和為零得 2x+4×3=2y?、? 聯(lián)立①②解得:x=2,y=8,所求化學(xué)式為: Mg2Si3O8·4H2O。 (2)樣品中含水量為×100%≈21.7%>12.2%,故樣品不是優(yōu)良級(jí)。 (3)根據(jù)反應(yīng)情況可寫出該三硅酸鎂樣品與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式: Mg2Si3O8·4H2O+4HCl===2MgCl2+3H2SiO3↓+3H2O。 答案:(1)Mg2Si3O8·4H2O (2)否 (3)Mg2Si3O8·4H2O+4HCl===2MgCl2+3H2SiO3↓+3H2O 14.已知SiO2、SO2和CO2都是酸性氧化物,化學(xué)性質(zhì)具有一定的相似性;Mg和Na的化學(xué)性質(zhì)也具有一定的相似性。 Ⅰ.用如圖所示裝置進(jìn)行Mg和SO2的實(shí)驗(yàn)。 其中A是制備SO2的發(fā)生裝置。 (1)選取制取SO2的合適試劑________(填序號(hào))。 ①10%的H2SO4溶液 ②80%的H2SO4溶液 ③Na2SO3固體?、蹸aSO3固體 (2)寫出裝置B中發(fā)生的主要反應(yīng)的化學(xué)方程式: ___________________________________________________________。 裝置C中NaOH溶液的作用是________________________________。 (3)請(qǐng)?jiān)趫D中畫出制備SO2的發(fā)生裝置并注明主要儀器的名稱,固定儀器省略不畫。 (4)你認(rèn)為該裝置的不足之處是________________________________。 Ⅱ.某研究性學(xué)習(xí)小組進(jìn)行了“實(shí)驗(yàn)室制Si”的研究,他們以課本為基礎(chǔ),查閱資料得到以下可供參考的信息: ①工業(yè)上在高溫時(shí)用C還原SiO2可制得Si ②Mg在點(diǎn)燃的條件下即可與SiO2反應(yīng) ③金屬硅化物與稀H2SO4反應(yīng)生成硫酸鹽與SiH4 ④Si和SiO2均不與稀H2SO4反應(yīng) ⑤SiH4在空氣中自燃 他們?cè)谘芯繄?bào)告中記載著:“……選用合適的物質(zhì)的適宜的條件下充分反應(yīng),再用足量稀硫酸溶解固體產(chǎn)物;然后過濾、洗滌、干燥,最后稱量……在用稀硫酸溶解固體產(chǎn)物時(shí),發(fā)現(xiàn)有爆鳴聲和火花,其產(chǎn)率也只有預(yù)期值的63%左右?!? (5)該小組“實(shí)驗(yàn)室制Si”的化學(xué)方程式是_______________________ _______________________________________________________________。 (6)你估計(jì)“用稀硫酸溶解固體產(chǎn)物時(shí),發(fā)現(xiàn)有爆鳴聲和火花”的原因是____________________________________________________________。 解析:(1)制取SO2應(yīng)用濃H2SO4和亞硫酸鹽。選項(xiàng)中不可選用CaSO3,因?yàn)镃aSO4微溶于水,會(huì)附在固體表面,阻礙反應(yīng)進(jìn)行。 (2)Mg具有還原性,SO2具有氧化性,兩者發(fā)生氧化還原反應(yīng)。 (3)本反應(yīng)為固液不加熱制取氣體的反應(yīng),故可用分液漏斗盛80%的H2SO4,用錐形瓶裝固體Na2SO3。 (4)該裝置中:①A中的水蒸氣會(huì)進(jìn)入B與Mg反應(yīng),在A、B中間應(yīng)加干燥裝置;②Mg能與SiO2反應(yīng),在Mg下方墊一不銹鋼片,隔離Mg和SiO2;③尾氣處理裝置C試管用膠塞封閉,且無防倒吸裝置。 答案:(1)②③ (2)3Mg+SO22MgO+MgS(或2Mg+SO22MgO+S,Mg+SMgS) 吸收多余的SO2,防止污染環(huán)境 (3)如下圖所示 (4)在A和B之間沒有連接一個(gè)干燥裝置;C裝置未與大氣相通;在鎂下方未墊一個(gè)不銹鋼片,鎂與玻璃管反應(yīng);未設(shè)計(jì)一個(gè)防倒吸裝置 (5)2Mg+SiO22MgO+Si (6)金屬鎂與生成的硅繼續(xù)反應(yīng)生成硅化鎂,硅化鎂與稀硫酸反應(yīng)生成的SiH4可自燃 (或用化學(xué)方程式表示:2Mg+SiMg2Si,Mg2Si+2H2SO4===2MgSO4+SiH4↑,SiH4+2O2===SiO2+2H2O) 創(chuàng)新試題 教師備選 教學(xué)積累 資源共享 本題是硅及其化合物的相互轉(zhuǎn)化題目,作為備用例題強(qiáng)化本講內(nèi)容。 (1)露置于空氣中一段時(shí)間后的水玻璃會(huì)渾濁,向此渾濁溶液中加入稀鹽酸,會(huì)生成白色沉淀,同時(shí)伴隨有氣泡產(chǎn)生。用化學(xué)方程式解釋產(chǎn)生上述現(xiàn)象的原因: ①溶液變渾濁:_____________________________________________ _______________________________________________________________; ②生成白色沉淀:____________________________________________ _______________________________________________________________; ③產(chǎn)生氣泡:________________________________________________ _______________________________________________________________。 (2)已知A、B、C、D均含有同一種元素,A為單質(zhì),根據(jù)如下圖所示的物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系,回答下列有關(guān)問題。 ①寫出A、B、C、D各物質(zhì)的名稱: A________,B________,C________,D________。 ②寫出A→D的化學(xué)方程式:____________________________________ _______________________________________________________________。 ③寫出下列變化的離子方程式: B→C______________________________________________________; D→B______________________________________________________。 解析:(2)A是單質(zhì),D是氧化物,且氧化物與堿反應(yīng)還與碳反應(yīng),所以D不是Al2O3,而是SiO2。 答案:(1)①Na2SiO3+CO2+H2O===H2SiO3↓+Na2CO3 ②Na2SiO3+2HCl===H2SiO3↓+2NaCl ③Na2CO3+2HCl===2NaCl+CO2↑+H2O (2)①硅 硅酸鈉 硅酸 二氧化硅 ②Si+O2SiO2 ③SiO+CO2+H2O===H2SiO3↓+CO SiO2+2OH-===SiO+H2O- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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