수능(화학I) 필기 기출문제복원 (2008-03-14)

수능(화학I) 2008-03-14 필기 기출문제 해설

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수능(화학I)
(2008-03-14 기출문제)

목록

1과목: 과목구분없음

1. 다음은 액체 A와 B를 이용하여 만든 두 온도계 중 어떤 것이 체온계로 적합한지 알아본 결과이다.

B와 비교한 A의 성질 중 위의 결과와 가장 관련이 깊은 것은?

  1. 밀도가 크다
  2. 비열이 크다.
  3. 끓는점이 높다.
  4. 어는점이 높다.
  5. 표면장력이 크다.
(정답률: 알수없음)
  • 체온계는 측정 후 온도가 낮아지더라도 액체 기둥이 아래로 내려가지 않고 유지되어야 정확한 최고 온도를 읽을 수 있습니다. 에서 액체 A는 온도가 낮아져도 액체 기둥이 끊어지지 않고 유지되는 반면, 액체 B는 끊어져 내려갑니다. 이는 액체 A가 액체 B보다 표면장력이 커서 액체 기둥의 응집력이 강하기 때문입니다.
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2. 그림은 액체와 고체 상태의 물에서 물 분자가 배열된 모습을 모형으로 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄴ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 물 분자 사이의 수소 결합과 상태 변화에 대한 분석입니다.
    (가)는 물 분자 사이의 수소 결합 자체를, (나)는 분자 간의 상대적인 배열 상태를 나타냅니다.
    수소 결합의 세기는 동일한 결합이므로 (가)와 (나)의 결합력 세기는 같습니다.
    액체에서 고체로 변할 때 수소 결합의 수가 증가하며 육각형 구조를 형성하므로, 상태 변화는 결합 수의 변화인 (나)와 더 밀접한 관련이 있습니다.


    오답 노트

    ㄱ. 동일한 수소 결합이므로 결합력의 세기는 같습니다.
    ㄷ. 고체에서 액체로 변할 때 끊어지는 결합 수는 (나)의 배열 구조 변화와 관련이 깊으며, 단순 결합력 비교가 아닙니다.
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3. 다음은 진한 염산과 물질 A에 관한 실험이다.

이 실험에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은? (단, 연결관의 길이는 같다.) [3점]

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄷ
  3. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 기체의 용해도와 분자량에 따른 확산 속도 차이를 이용한 실험입니다.
    두 플라스크의 입구가 동시에 열렸을 때, (나) 부분이 먼저 푸른색(염기성)으로 변하고 (가) 부분이 나중에 노란색(산성)으로 변했다는 것은 물질 A의 확산 속도가 $\text{HCl}$보다 빠름을 의미합니다.
    확산 속도는 분자량이 작을수록 빠르므로, A의 분자량은 $\text{HCl}$보다 작습니다.


    오답 노트

    ㄴ. 분자량이 작아야 확산 속도가 빠르므로 A가 $\text{HCl}$보다 작아야 합니다.
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4. 그림은 어떤 염기 X를 녹인 수용액에 같은 온도의 묽은 염산을 첨가할 때, 묽은 염산의 부피에 따른 여러 가지 이온의 상대적인 수를 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것은? [3점]

  1. (가)는 H+의 수를 나타낸 것이다.
  2. a점에서 혼합용액의 ph가 가장 크다.
  3. b점에서 혼합용액의 전기 전도도가 가장 크다.
  4. c점에서 혼합용액의 온도가 가장 높다.
  5. 염기 X를 이루는 양이온과 음이온 수의 비는 2 : 1이다.
(정답률: 알수없음)
  • 염기 X 수용액에 염산을 첨가하는 중화 반응 그래프 분석입니다.
    그래프에서 (가)는 염산을 첨가함에 따라 계속 증가하므로 첨가되는 $H^{+}$이온의 수입니다.
    a점은 염기 X의 양이온 수와 $H^{+}$의 수가 같아지는 지점이며, b점은 중화점입니다.
    중화점(b점)에서 $OH^{-}$이온이 모두 소모되고 $H^{+}$가 증가하기 시작하므로, b점 이전까지는 염기 X의 양이온 수가 일정하게 유지되다가 b점에서 꺾입니다.
    초기 상태(염산 부피 0)에서 염기 X의 양이온 수(상대적 수 2)와 음이온 수(상대적 수 1)의 비가 $2:1$임을 알 수 있습니다.
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5. 그림은 묽은 황산과 관련된 몇가지 반응을 나타낸 모식도이다.

A~E에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? [3점]

  1. A는 산성비의 원인 물질이다.
  2. B와 C는 같은 물질이다,
  3. D의 수용액은 비누와 반응하면 앙금이 생성된다.
  4. E는 물에 녹으면 산선을 나타낸다.
  5. A~E 중 물에 녹아 전기를 통하는 물질은 2가지이다.
(정답률: 알수없음)
  • 묽은 황산($H_{2}SO_{4}$)의 반응 모식도를 분석하면 다음과 같습니다.
    전기 분해 시 (+)극에서 발생하는 기체 A는 산소($O_{2}$), (-)극에서 발생하는 기체 B는 수소($H_{2}$)입니다. 따라서 A는 산성비의 원인 물질이 아니므로 옳지 않습니다.
    Mg과 반응하여 발생하는 기체 C는 수소($H_{2}$)이며, 물질 D는 황산마그네슘($MgSO_{4}$)입니다. $MgSO_{4}$ 수용액은 비누(지방산 나트륨)와 반응하여 불용성 앙금을 형성합니다.
    $\text{AgNO}_{3}$를 첨가하면 황산 이온($SO_{4}^{2-}$)과 반응하여 흰색 앙금인 $\text{Ag}_{2}SO_{4}$가 생성되며, 물질 E는 질산($HNO_{3}$)으로 물에 녹아 산성을 나타냅니다.
    물에 녹아 전기를 통하는 전해질은 묽은 황산, 물질 D, 물질 E로 총 3가지입니다.
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6. 표는 건조 공기에서 기체 A~C가 차지하는 비율을 부피비와 질량비로 나타낸 것이다.

A~C에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄷ
  3. ㄴ, ㄷ
  4. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 공기의 성분 비율을 통해 A는 아르곤($\text{Ar}$), B는 질소($\text{N}_2$), C는 산소($\text{O}_2$)임을 알 수 있습니다.
    ㄴ. 같은 온도에서 평균 속력은 분자량이 작을수록 빠릅니다. $\text{N}_2$(분자량 28)가 $\text{O}_2$(분자량 32)보다 가벼우므로 B의 평균 속력이 더 빠릅니다.
    ㄷ. 산소($\text{O}_2$)는 질소나 아르곤에 비해 반응성이 매우 커서 연소를 돕는 성질이 있습니다.

    오답 노트

    A(아르곤, 분자량 40)는 공기의 평균 분자량(약 29)보다 크므로 밀도가 더 큽니다.
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7. 다음은 공기의 성분인 어떤 기체에 대한 설명이다.

이 기체를 이용한 예로 가장 적절한 것은?

(정답률: 알수없음)
  • 제시된 조건(반응성 작음, 끓는점 $-196^{\circ}C$, 무색/무취, 단백질 구성 원소 및 질소 고정)을 통해 이 기체가 질소($\text{N}_2$)임을 알 수 있습니다. 질소는 화학적으로 매우 안정하여 식품의 산화 방지를 위한 충전재나 에어백의 충전 기체 등으로 사용됩니다. 따라서 정답은 입니다.
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8. 25℃에서 그림과 같이 콕으로 분리된 용기에 산소(O2)와 이산화탄소(CO2)가 각각 들어있다.

두 기체에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은? [3점]

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄷ
  3. ㄴ, ㄷ
  4. ㄱ,ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 이상 기체 상태 방정식 $PV = nRT$를 이용하여 분자 수($n$)를 비교합니다.
    ㄱ. 분자 수 비교
    $\text{O}_2: n = \frac{2\text{atm} \times 200\text{mL}}{RT} = \frac{400}{RT}$
    $\text{CO}_2: n = \frac{1\text{atm} \times 100\text{mL}}{RT} = \frac{100}{RT}$
    따라서 $\text{O}_2$의 분자 수가 더 많습니다.
    ㄴ. 평균 운동 에너지는 오직 절대 온도($T$)에만 비례합니다. 두 기체 모두 $25^{\circ}C$로 온도가 같으므로 평균 운동 에너지는 서로 같습니다.
    ㄷ. 콕을 열면 전체 부피는 $200+300=500\text{mL}$($\text{O}_2$), $100+400=500\text{mL}$($\text{CO}_2$)가 됩니다. 분자 수가 더 많은 $\text{O}_2$가 최종 압력이 더 큽니다.
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9. 그림은 일정량의 기체에 대하여 서로 다른 두 온도에서 압력에 따른 부피를 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄷ
  3. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 기체의 부피-압력 그래프에서 동일한 온도일 때 $PV = \text{constant}$ (보일의 법칙)를 따르는 곡선이 나타납니다. 위쪽 곡선(A-B)이 아래쪽 곡선(C-D)보다 온도가 더 높습니다.
    ㄷ. 밀도는 $\text{질량} / \text{부피}$입니다. B점은 D점보다 같은 압력($2P$)에서 부피가 더 크므로 밀도는 더 작습니다.

    오답 노트

    A 점은 B 점보다 온도(평균 운동 에너지)가 같습니다: 동일 곡선상에 존재함
    A 점은 C 점보다 온도가 높습니다: 더 위쪽 곡선에 위치함
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10. 그림 (가)는 지표 부근에서 그림 (나)는 성충권에서 일어나는 대기 오염 현상을 화학 반응으로 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 프레온은 반응성이 크다.
  2. 옥시던트는 흐린 날씨에 잘 생성된다.
  3. 산소 분자는 자외선을 흡수하지 못한다.
  4. 지표 부근에서 배출된 NO는 오존층을 파괴한다.
  5. 탄화수소는 광화학 스모그의 원인이 되는 물질이다.
(정답률: 알수없음)
  • (가)는 지표 부근의 광화학 스모그 생성 과정으로, 질소 산화물($NO_{x}$)과 탄화수소가 햇빛과 반응하여 오존($O_{3}$)과 옥시던트 같은 2차 오염 물질을 생성합니다. 따라서 탄화수소는 광화학 스모그의 주요 원인 물질입니다.

    오답 노트

    프레온은 매우 안정하여 반응성이 작습니다.
    옥시던트는 강한 햇빛이 있는 맑은 날에 잘 생성됩니다.
    산소 분자는 자외선을 흡수하여 산소 원자로 분해됩니다.
    지표의 $NO$는 광화학 스모그의 원인이 되며, 오존층 파괴는 성층권의 $Cl$ 원자 등에 의해 일어납니다.
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11. 그림은 3주기 원소로 이루어진 고체 물질 (가)~(다)를 모형으로 나타낸 것이다.

(가)~(다)에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • (가)는 이온 결합 물질, (나)는 금속 결합 물질, (다)는 공유 결정(망상 구조) 물질의 모형입니다.
    ㄴ. 이온 결합 물질인 (가)는 외부 충격 시 같은 전하끼리 마주 보게 되어 반발력으로 인해 쉽게 부서지지만, 금속 결합인 (다)는 연성과 전성이 있어 부서지지 않고 펴지거나 늘어납니다.

    오답 노트

    ㄱ. 금속 결합인 (나)가 이온 결합인 (가)보다 전기 전도성이 큽니다.
    ㄷ. 공유 결정인 (다)가 금속 결합인 (나)보다 결합력이 매우 강해 녹는점이 훨씬 높습니다.
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12. 그림은 금속 M을 질산은 수용액에 넣기 전과 후의 모습을 모형으로 나타낸 것이다.

이와 관련된 옳은 설명을 <보기>에서 모두 고른 것은? [3점]

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄷ
  3. ㄴ, ㄷ
  4. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 금속 $M$이 질산은 수용액($AgNO_{3}$)에 들어가 은($Ag$)이 석출된 것은 $M$이 $Ag$보다 반응성이 크기 때문입니다. 이 반응은 금속의 산화-환원 반응으로, 질산 이온($NO_{3}^{-}$)은 반응에 참여하지 않는 구경꾼 이온이므로 그 수는 변하지 않습니다.
    ㄱ. $M$이 $Ag$를 밀어내고 전자를 잃었으므로 반응성이 더 큽니다.
    ㄴ. 질산 이온은 반응에 참여하지 않습니다.
    ㄷ. 화학 반응식은 $M + 2AgNO_{3} \rightarrow M(NO_{3})_{2} + 2Ag$로 나타낼 수 있습니다.
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13. 오른쪽 그림과 같이 칼슘카바이드(CaC2)에 물을 가하여 얻은 기체를 적갈색의 브롬수(Br2)가 든 시험관에 통해주었더니 적갈색이 사라졌다.

이때 시험관에서 생성될수 있는 물질을 <보기>에서 모두 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄷ
  3. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 칼슘카바이드($CaC_{2}$)에 물을 가하면 아세틸렌 기체($C_{2}H_{2}$)가 발생합니다. 아세틸렌은 탄소 간 이중 결합을 가진 불포화 탄화수소로, 브롬수($Br_{2}$)와 첨가 반응을 일으켜 적갈색을 없앱니다. 이때 생성되는 물질은 브롬이 하나 또는 두 개 결합한 형태입니다.
    ㄱ. $H_{2}C=CHBr$ (브롬 하나 첨가)
    ㄷ. $CH_{2}Br-CH_{2}Br$ (브롬 두 개 첨가)
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14. (가)는 페놀프탈레인이 용해된 물에 나트륨을 넣을 때 일어나는 변화를 (나)는 BTB가 용해된 물에 염소 기체를 통해주었을 때 일어나는 변화를 나타낸 것이다.

이와 관련된 설명으로 옳은 것은?

  1. 나트륨은 물보다 밀도가 크다.
  2. (가)에서 발생하는 기체는 공기보다 무겁다.
  3. (나)에서 산화력이 강한 물질이 생성된다.
  4. 나트륨이 물과 반응하여 산성 물질이 생성된다.
  5. 염소가 물에 반응하여 염기성 물질이 생성된다.
(정답률: 알수없음)
  • (가)에서 나트륨이 물과 반응하면 수산화 나트륨($NaOH$)과 수소 기체($H_{2}$)가 생성되어 용액이 염기성이 되므로 페놀프탈레인이 붉게 변합니다. (나)에서 염소 기체($Cl_{2}$)가 물에 녹으면 차아염소산($HClO$)과 염산($HCl$)이 생성되어 용액이 산성이 되며, 이때 생성된 차아염소산은 매우 강한 산화력을 가집니다.

    오답 노트

    나트륨은 물보다 밀도가 작아 수면에 뜹니다.
    발생하는 수소 기체는 공기보다 가볍습니다.
    나트륨 반응 시 염기성 물질이 생성됩니다.
    염소 반응 시 산성 물질이 생성됩니다.
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15. 금속 A의 부식을 방지하기 위하여 금속 A에 금속 B 또는 C를 도금하여 사용한다. 그림은 도금된 금속에 흠집이 생긴 후 물방울과 접촉했을 때 부식되는 모습을 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은? [3점]

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄷ
  3. ㄴ, ㄷ
  4. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 그림 (가)에서는 흠집 부위의 금속 A가 부식되고, (나)에서는 도금층인 금속 C가 부식됩니다. 이는 금속의 반응성(이온화 경향) 순서가 $C > A > B$ 임을 의미합니다.
    ㄱ. A가 B보다 반응성이 크므로 전자를 잃고 산화되기 더 쉽습니다.
    ㄷ. $C$가 $B$보다 반응성이 크므로, $B$이온이 있는 수용액에 $C$를 넣으면 $C$가 산화되고 $B$가 환원되어 석출됩니다.

    오답 노트

    (나)에서는 반응성이 더 큰 $C$가 우선적으로 산화되어 $C$이온이 생성되므로, 물방울 속에는 $C$이온의 수가 $A$이온보다 많습니다.
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16. 그림은 분자식이 C3H6O2인 화합물 (가)~(다)의 구조식이다.

(가)~(다)를 구별하기 위해 반드시 필요한 실험을 <보기>에서 모두 고른 것은? [3점]

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄷ
  3. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 제시된 화합물은 (가) 포름산 에틸, (나) 아세트산 메틸, (다) 프로판산으로 모두 분자식이 $C_3H_6O_2$인 작용기 이성질체입니다.
    ㄱ. (가)는 알데하이드기($-CHO$)를 가지고 있어 은거울 반응을 통해 은이 석출되므로 구분이 가능합니다.
    ㄷ. (다)는 카복실기($-COOH$)를 가지고 있어 알칼리 금속과 반응하여 수소 기체를 발생시키므로 구분이 가능합니다.

    오답 노트

    세 화합물 모두 탄소 3개, 수소 6개, 산소 2개로 구성되어 있어 연소 시 생성되는 이산화 탄소의 양은 동일하므로 구별할 수 없습니다.
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17. 그림은 합성고분자 조각을 녹여 이를 성형물에 넣고 원하는 모양의 용기로 성형하는 과정을 나타낸 것이다.

그림과 같은 과정으로 용기를 만들 수 있는 합성고분자로 적당한 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄹ
  3. ㄴ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄹ
  5. ㄷ, ㄹ
(정답률: 알수없음)
  • 그림은 열가소성 수지를 가열하여 녹인 후 공기압으로 성형하는 블로우 성형 과정입니다. 따라서 열을 가해 재성형이 가능한 열가소성 고분자를 찾아야 합니다.
    폴리에틸렌과 폴리스티렌은 대표적인 열가소성 고분자로, 가열하면 녹고 냉각하면 굳어 재활용 및 성형이 가능합니다.

    오답 노트

    페놀수지와 요소수지는 한 번 굳으면 열을 가해도 녹지 않는 열경화성 수지입니다.
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18. 다음은 소염제로 사용하는 나프록션의 구조식이다.

이 물질에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄷ
  3. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 나프록센의 구조식을 분석하면 다음과 같습니다.
    ㄱ. 탄소-탄소 결합 중 4개의 서로 다른 원자단이 결합된 비대칭 탄소(카이랄 중심)가 존재하므로 방향족 화합물이자 광학 활성을 가지는 방향족 화합물입니다.
    ㄴ. 구조 내에 카복실기($-COOH$)가 존재하므로 염기인 $NaOH$와 중화 반응을 일으킬 수 있습니다.

    오답 노트

    보라색 착이온을 형성하는 것은 페놀류($-OH$기가 벤젠 고리에 직접 결합)인데, 이 물질은 에테르 결합($-O-CH_3$) 형태이므로 해당 반응이 나타나지 않습니다.
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19. 그림은 고분자 화합물 (가)~(다)의 구조를 나타낸 것이다.

(가)~(다)에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은? [3점]

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄷ
  3. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 구조식을 통해 (가)는 셀룰로스, (나)는 PET(폴리에틸렌 테레프탈레이트), (다)는 나일론임을 알 수 있습니다.
    ㄱ. 셀룰로스는 식물 세포벽의 주성분으로 천연섬유로 이용됩니다.
    ㄷ. 나일론은 아미노산과 같은 단량체들이 물 분자가 빠져나오며 결합하는 축합 중합 반응으로 생성됩니다.

    오답 노트

    친수성이 가장 큰 것은 하이드록시기가 매우 많은 셀룰로스입니다.
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20. 다음은 생활 속의 과학 원리를 설명하는 글의 일부이다.

글 (가)에 나타난 ⓐ~ⓒ와 같은 성질의 성분을 포함한 물질을 글 (나)에서 골라 옳게 짝지은 것은? (순서대로 ⓐ, ⓑ, ⓒ)

  1. 식초, 샐러드유, 달걀노른자
  2. 식초, 달걀노른자, 샐러드유
  3. 샐러드유, 식초, 달걀노른자
  4. 샐러드유, 달걀노른자, 식초
  5. 달걀노른자, 식초, 샐러드유
(정답률: 알수없음)
  • 물질의 친수성과 친유성 성질을 구분하는 문제입니다.
    ⓐ는 친수성 성분, ⓑ는 친유성 성분, ⓒ는 친수성과 친유성을 모두 가진 계면활성제 성분입니다.
    마요네즈의 성분 중 식초는 친수성(물과 잘 섞임), 샐러드유는 친유성(기름 성분), 달걀노른자의 레시틴은 계면활성제 역할을 하여 두 성분을 섞이게 합니다.
    따라서 순서대로 식초, 샐러드유, 달걀노른자가 정답입니다.
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