钪()是地壳中含量极少的稀土元素,在照明、合金和催化剂等领域有重要应用。钛铁矿的主要成分为(可表示为),还含有少量等氧化物,从钛铁矿中提取的流程如下:
已知:①当离子浓度减小至时可认为沉淀完全
②室温下,溶液中离子沉淀完全的如下表所示:
③,
回答下列问题:
(1)“酸浸”后元素转化为,其水解反应的化学方程式是___________ 。
(2)“萃取”时,使用煤油作为萃取剂,一定条件下萃取率受振荡时间的影响如图,萃取时选择最佳的振荡时间为___________ 。
(3)“洗钛”所得为橘黄色的稳定离子,的作用是___________ 。(写出两点)
(4)“酸溶”后滤液中存在的阳离子浓度均小于“除杂”过程中应控制的范围是___________ 。
(5)“沉钪”后得到五水草酸钪,焙烧生成四种氧化物。其反应的化学方程式为___________ 。
已知:①当离子浓度减小至时可认为沉淀完全
②室温下,溶液中离子沉淀完全的如下表所示:
离子 | |||
沉淀完全的 | 3.2 | 9.0 | 1.05 |
回答下列问题:
(1)“酸浸”后元素转化为,其水解反应的化学方程式是
(2)“萃取”时,使用煤油作为萃取剂,一定条件下萃取率受振荡时间的影响如图,萃取时选择最佳的振荡时间为
(3)“洗钛”所得为橘黄色的稳定离子,的作用是
(4)“酸溶”后滤液中存在的阳离子浓度均小于“除杂”过程中应控制的范围是
(5)“沉钪”后得到五水草酸钪,焙烧生成四种氧化物。其反应的化学方程式为
21-22高二上·湖南·期末 查看更多[2]
更新时间:2022-01-14 12:40:14
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解答题-实验探究题
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(0.15)
解题方法
【推荐1】一种新型高效净水剂PAFC(聚合氯化铁铝[AlFe(OH)nC16-n]m),广泛用于日常生活用水和工业污水的处理。某化工厂欲以工业生产废料(金属铁、铝及其氧化物)为原料制取PAFC,设计生产流程如下:
请回答下列问题:
(1)用l0 mol/L的浓盐酸配制2mol/L的稀盐酸,所用玻璃仪器除量筒和玻璃棒外,还有_________ 。
A.容量瓶 B.烧杯 C.烧瓶 D.胶头滴管
(2)下列关于PAFC的说法中正确的有( )
A.PAFC是一种无机高分子化合物
B.PAFC中Fe显+2价
C.PAFC溶于水电离出OH—,是碱
D.PAFC在强酸性和强碱性溶液中均不能稳定存在
(3)步骤Ⅱ中取样分析的目的是( )
A.测定溶液中Fe2+与Fe3+的含量比
B.测定原料是否完全溶解
C.测定溶液中Fe2+的含量,以确定加入NaClO3的量
D.测定溶液中Al3+的含量
(4)写出向溶液中加入NaClO3时,发生反应的离子方程式为______________________ 。
(5)该化工厂的化验室为测定产品PAFC中A1和Fe的含量,进行下列试剂的选择和基本操作:测定时所需的试剂有_______________ 。
A.NH3·H2O B.NaOH C.CO2 D.NaClO3
(6)在测定过程中的操作顺序是: 过滤、___________ 、灼烧、_________ 、称量。(写操作名称)。
(7)测定时,直接称量的是____________ 和_____________ 的质量(填化学式)。
请回答下列问题:
(1)用l0 mol/L的浓盐酸配制2mol/L的稀盐酸,所用玻璃仪器除量筒和玻璃棒外,还有
A.容量瓶 B.烧杯 C.烧瓶 D.胶头滴管
(2)下列关于PAFC的说法中正确的有
A.PAFC是一种无机高分子化合物
B.PAFC中Fe显+2价
C.PAFC溶于水电离出OH—,是碱
D.PAFC在强酸性和强碱性溶液中均不能稳定存在
(3)步骤Ⅱ中取样分析的目的是
A.测定溶液中Fe2+与Fe3+的含量比
B.测定原料是否完全溶解
C.测定溶液中Fe2+的含量,以确定加入NaClO3的量
D.测定溶液中Al3+的含量
(4)写出向溶液中加入NaClO3时,发生反应的离子方程式为
(5)该化工厂的化验室为测定产品PAFC中A1和Fe的含量,进行下列试剂的选择和基本操作:测定时所需的试剂有
A.NH3·H2O B.NaOH C.CO2 D.NaClO3
(6)在测定过程中的操作顺序是: 过滤、
(7)测定时,直接称量的是
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解答题-工业流程题
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困难
(0.15)
解题方法
【推荐2】以固体为原料制备纯,其部分实验过程如下:
已知:①;
②,有两性,;
③,。
(1)为二元强酸,写出“氧化”时发生的主要反应的离子方程式:___________ 。
(2)“氧化”时易产生一种有毒气体,该气体的化学式为___________ 。
(3)若“氧化”不充分,“沉钯”时所得的产率降低,其原因是___________ ;氧化液中Pd的浓度一定,为提高的产率,“沉钯”时需控制的条件有反应的温度、___________ 。
(4)CO可将溶液还原得到金属Pd,写出反应的化学方程式:___________ 。标准状况下,1体积的钯粉大约可吸附896体积的氢气(钯粉的密度为,Pd的相对原子质量为106.4),试写出钯(Pd)的氢化物的化学式:___________ 。若用代替CO进行热还原,消耗的质量比理论值略高,其原因是___________ 。
已知:①;
②,有两性,;
③,。
(1)为二元强酸,写出“氧化”时发生的主要反应的离子方程式:
(2)“氧化”时易产生一种有毒气体,该气体的化学式为
(3)若“氧化”不充分,“沉钯”时所得的产率降低,其原因是
(4)CO可将溶液还原得到金属Pd,写出反应的化学方程式:
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解答题-实验探究题
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困难
(0.15)
名校
解题方法
【推荐3】二氧化钒(VO2)是一种新型热敏材料,实验室以V2O5为原料合成用于制备VO2的氧钒(Ⅳ)碱式碳酸铵晶体{化学式为(NH4)5[(VO)6(CO3)4(OH)9]•10H2O},过程如图:
已知:+4价钒在弱酸性条件下具有还原性,VO2+能被O2氧化。回答下列问题:
(1)步骤ⅰ中生成VOCl2同时生成N2的化学方程式为_____ 。
(2)常温下,只用浓盐酸与V2O5反应也能制备VOCl2溶液,但该方法未被推广,从环保角度分析该方法未被推广的主要原因是_____ (用化学方程式说明)。
(3)步骤ii可用如图仪器组装完成。
①装置D中盛放NH4HCO3溶液的仪器名称是_____ ;
②反应前通数分钟CO2的目的是_____ 。上述装置从左到右的连接顺序为_____ (用各接口字母表示)。
③反应结束后,将三颈烧瓶置于CO2保护下的干燥器中,静置后可得到紫红色晶体,然后抽滤,先用饱和NH4HCO3溶液洗涤3次,再用无水乙醇洗涤2次,最后用乙醚洗涤2次。检验晶体已经洗涤干净的操作是_____ 。
(4)测定氧钒(Ⅳ)碱式碳酸铵晶体粗产品中钒的含量。
称量wg样品于锥形瓶中,用30mL稀硫酸溶解后,加入稍过量的0.01mol/LKMnO4溶液,充分反应后,再加入稍过量的2%NaNO2溶液,再加入适量尿素除去过量的NaNO2,最后用1mol/L(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液滴定至终点,重复实验两次。消耗滴定液的体积如表:
已知:滴定反应为VO+Fe2++2H+=VO2++Fe3++H2O
①滴定时,向锥形瓶中加入几滴_____ (填化学式)溶液作指示剂。
②粗产品中钒的质量分数为_____ %。
③下列情况会导致所测钒元素的质量分数可能偏小的是_____ (填序号)。
A.称量样品时,样品与砝码的位置放颠倒了
B.(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液中部分Fe2+被氧化
C.滴定过程中,往锥形瓶内加入少量蒸馏水
D.滴定达终点时发现滴定管尖嘴内有气泡
已知:+4价钒在弱酸性条件下具有还原性,VO2+能被O2氧化。回答下列问题:
(1)步骤ⅰ中生成VOCl2同时生成N2的化学方程式为
(2)常温下,只用浓盐酸与V2O5反应也能制备VOCl2溶液,但该方法未被推广,从环保角度分析该方法未被推广的主要原因是
(3)步骤ii可用如图仪器组装完成。
①装置D中盛放NH4HCO3溶液的仪器名称是
②反应前通数分钟CO2的目的是
③反应结束后,将三颈烧瓶置于CO2保护下的干燥器中,静置后可得到紫红色晶体,然后抽滤,先用饱和NH4HCO3溶液洗涤3次,再用无水乙醇洗涤2次,最后用乙醚洗涤2次。检验晶体已经洗涤干净的操作是
(4)测定氧钒(Ⅳ)碱式碳酸铵晶体粗产品中钒的含量。
称量wg样品于锥形瓶中,用30mL稀硫酸溶解后,加入稍过量的0.01mol/LKMnO4溶液,充分反应后,再加入稍过量的2%NaNO2溶液,再加入适量尿素除去过量的NaNO2,最后用1mol/L(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液滴定至终点,重复实验两次。消耗滴定液的体积如表:
实验次数 | 滴定前读数/mL | 滴定后读数/mL |
1 | 0.00 | 19.99 |
2 | 1.10 | 21.10 |
3 | 1.56 | 21.57 |
①滴定时,向锥形瓶中加入几滴
②粗产品中钒的质量分数为
③下列情况会导致所测钒元素的质量分数可能偏小的是
A.称量样品时,样品与砝码的位置放颠倒了
B.(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液中部分Fe2+被氧化
C.滴定过程中,往锥形瓶内加入少量蒸馏水
D.滴定达终点时发现滴定管尖嘴内有气泡
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【推荐1】 可用于催化剂、光学材料和电子材料等领域。现以氟碳铈矿的烧渣(含等)为原料制备 其工艺流程如图所示:
已知:①易与 成复盐沉淀。
②硫脲 具有还原性,酸性条件下易被氧化为 。
③一定条件下,在空气中易被氧化为 。
回答下列问题:
(1)铈为58号元素,其某种核素含有82个中子,该核素的符号为_____________ 。
(2)滤渣中含 元素,试剂 为_________ (填化学式,下同),滤渣的主要成分是_________________ 。
(3)酸浸后得到的酸性滤液中含 中化学键类型可能为 。
(4)①请写出加入硫脲将 还原为 的离子方程式_____________________ 。
②“取铈”时,加入过量硫酸钠的目的是_________________________ 。
(5)“溶铈”时,加入稀 溶解 ,同时须加入试剂 根据题中信息推测,试剂 的作用为_________________________ 。
(6)①“沉铈”过程中,生成 的离子方程式为_________________________ 。
②若常温下,,溶液中 ,则要使 完全沉淀,理论上溶液的 不低于_________ (金属离子完全沉淀时浓度不高于 )。
已知:①易与 成复盐沉淀。
②硫脲 具有还原性,酸性条件下易被氧化为 。
③一定条件下,在空气中易被氧化为 。
回答下列问题:
(1)铈为58号元素,其某种核素含有82个中子,该核素的符号为
(2)滤渣中含 元素,试剂 为
(3)酸浸后得到的酸性滤液中含 中化学键类型可能为 。
A.离子键 | B.键 | C.键 | D.共价键 |
(4)①请写出加入硫脲将 还原为 的离子方程式
②“取铈”时,加入过量硫酸钠的目的是
(5)“溶铈”时,加入稀 溶解 ,同时须加入试剂 根据题中信息推测,试剂 的作用为
(6)①“沉铈”过程中,生成 的离子方程式为
②若常温下,,溶液中 ,则要使 完全沉淀,理论上溶液的 不低于
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解答题-原理综合题
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困难
(0.15)
名校
解题方法
【推荐2】钪及其化合物具有许多优良的性能,在宇航、电子、超导等方面有着广泛的应用。从钛白工业废酸(含钪、钛、铁、锰等离子)中提取氧化钪的一种流程如下:
回答下列问题:
(1)洗涤“油相”可除去大量的钛离子。洗涤水是用93%的硫酸、27.5%的双氧水和水按一定比例混合而成。混合的实验操作是_______________________ 。
(2)常温下,先加入氨水调节,过滤,滤渣主要成分是__________ ;再向滤液加入氨水调节,滤液中的浓度为__________ 。
{已知:、、}
(3)用草酸“沉钪”,写出“沉钪”得到草酸钪的离子方程式:___________________________ 。
(4)草酸钪“灼烧”氧化的化学方程式为________________________________________________ 。
(5)废酸中含钪量为,VL废酸最多可提取的质量为__________ 。
(6)镧与Sc同族位于第六周期,一种镧、锑形成的配合物结构如图所示:
该结构中,中心离子配位数为__________ 。
(7)某铁、镧、锑的合金晶胞如图1,铁原子位于锑原子构成的正八面体的体心,晶胞的六个表面结构都如图2:
①若图中A点锑原子的坐标为,则B点铁原子的坐标为__________ 。
②若该晶体的密度为,阿伏加德罗常数的值为,则Sb原子与Sb原子的最近距离为__________ cm。
回答下列问题:
(1)洗涤“油相”可除去大量的钛离子。洗涤水是用93%的硫酸、27.5%的双氧水和水按一定比例混合而成。混合的实验操作是
(2)常温下,先加入氨水调节,过滤,滤渣主要成分是
{已知:、、}
(3)用草酸“沉钪”,写出“沉钪”得到草酸钪的离子方程式:
(4)草酸钪“灼烧”氧化的化学方程式为
(5)废酸中含钪量为,VL废酸最多可提取的质量为
(6)镧与Sc同族位于第六周期,一种镧、锑形成的配合物结构如图所示:
该结构中,中心离子配位数为
(7)某铁、镧、锑的合金晶胞如图1,铁原子位于锑原子构成的正八面体的体心,晶胞的六个表面结构都如图2:
①若图中A点锑原子的坐标为,则B点铁原子的坐标为
②若该晶体的密度为,阿伏加德罗常数的值为,则Sb原子与Sb原子的最近距离为
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解答题-实验探究题
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(0.15)
【推荐3】海水中含有丰富的镁资源。锂(Li)与镁元素性质相似。
(1)某同学设计了从模拟海水中制备MgO的实验方案:
注:溶液中某种离子的浓度小于1.0×10-5mol/L,可认为该离子不存在;实验过程中,假设溶液体积不变。已知:Ksp(CaCO3)=4.96×10-9;Ksp(MgCO3)=6.82×10-6;
Ksp[Ca(OH)2]=4.68×10-6;Ksp [Mg(OH)2]=5.61×10-12
请回答:沉淀物X为________ (写化学式);滤液N中存在的金属阳离子为_______ ;
步骤②中若改为加入 4.2 gNaOH固体,沉淀物Y为________ (写化学式)。
(2)物质的量为0.10 mol的锂在只含有N2和O2混合气体的容器中燃烧,反应后容器内固体物质的质量m克,m的取值范围是____________ ;
(3)锂电池是新一代高能电池,目前已研究成功多种锂电池。某离子电池正极材料是含锂的二氧化钴(LiCoO2),充电时LiCoO2中Li被氧化,Li+迁移并以原子形式嵌入电池负极材料碳(C6)中,以LiC6表示。电池反应为LiCoO2+C6CoO2+LiC6,则放电时电池的正极反应为_________ ;
(4)为了回收废旧锂离子电池的正极材料试样(主要含有LiCoO2及少量AI、Fe等)可通过下列实验方法回收钴、锂。
①在上述溶解过程中,S2O32-被氧化成SO42-,LiCoO2在溶解过程中的化学反应方程式为_____ 。
②调整PH=5-6的目的是______________ 。
(1)某同学设计了从模拟海水中制备MgO的实验方案:
模拟海水中的 离子浓度(mol/L) | Na+ | Mg2+[来 | Ca2+ | Cl― | HCO3―[来源 |
0.439 | 0.050 | 0.011 | 0.560 | 0.001 |
Ksp[Ca(OH)2]=4.68×10-6;Ksp [Mg(OH)2]=5.61×10-12
请回答:沉淀物X为
步骤②中若改为加入 4.2 gNaOH固体,沉淀物Y为
(2)物质的量为0.10 mol的锂在只含有N2和O2混合气体的容器中燃烧,反应后容器内固体物质的质量m克,m的取值范围是
(3)锂电池是新一代高能电池,目前已研究成功多种锂电池。某离子电池正极材料是含锂的二氧化钴(LiCoO2),充电时LiCoO2中Li被氧化,Li+迁移并以原子形式嵌入电池负极材料碳(C6)中,以LiC6表示。电池反应为LiCoO2+C6CoO2+LiC6,则放电时电池的正极反应为
(4)为了回收废旧锂离子电池的正极材料试样(主要含有LiCoO2及少量AI、Fe等)可通过下列实验方法回收钴、锂。
①在上述溶解过程中,S2O32-被氧化成SO42-,LiCoO2在溶解过程中的化学反应方程式为
②调整PH=5-6的目的是
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解答题-实验探究题
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(0.15)
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解题方法
【推荐1】为证明化学反应有一定的限度,进行如下探究活动: I.取5m1 0.1mol/L的KI溶液,滴加几滴FeCl3稀溶液(已知:2Fe3++2I-=I2+2Fe2+) Ⅱ.继续加入2ml CCl4振荡. Ⅲ.取萃取后的上层清液,滴加KSCN溶液。
(1)探究活动I的实验现象为____________________________________ ;
探究活动Ⅱ的实验现象为____________________________________ 。
(2)探究活动Ⅲ的意图是通过生成血红色的Fe(SCN)3溶液,验证有Fe3+残留,从而证明化学反应有一定的限度,但在实验中却未见溶液呈血红色。对此同学们提出了下列两种猜想:
猜想一:Fe3+全部转化为Fe2+ ;
猜想二:生成的Fe(SCN)3浓度极小,其颜色肉眼无法观察。
为了验证猜想,查阅资料获得下列信息:
信息一:乙醚微溶于水,Fe(SCN)3在乙醚中的溶解度比在水中大,Fe(SCN)3在乙醚中与在水中呈现的颜色相同;
信息二:Fe3+可与[Fe(CN)6] 4-反应生成蓝色沉淀,用K4[Fe(CN)6](黄色)溶液检验Fe3+的灵敏度比用KSCN更高。结合新信息,现设计以下实验方案验证猜想:
ⅰ.请完成下表实验操作、现象和结论
ⅱ.写出实验操作“步骤一”中反应的离子方程式为___________________ 。
(1)探究活动I的实验现象为
探究活动Ⅱ的实验现象为
(2)探究活动Ⅲ的意图是通过生成血红色的Fe(SCN)3溶液,验证有Fe3+残留,从而证明化学反应有一定的限度,但在实验中却未见溶液呈血红色。对此同学们提出了下列两种猜想:
猜想一:Fe3+全部转化为Fe2+ ;
猜想二:生成的Fe(SCN)3浓度极小,其颜色肉眼无法观察。
为了验证猜想,查阅资料获得下列信息:
信息一:乙醚微溶于水,Fe(SCN)3在乙醚中的溶解度比在水中大,Fe(SCN)3在乙醚中与在水中呈现的颜色相同;
信息二:Fe3+可与[Fe(CN)6] 4-反应生成蓝色沉淀,用K4[Fe(CN)6](黄色)溶液检验Fe3+的灵敏度比用KSCN更高。结合新信息,现设计以下实验方案验证猜想:
ⅰ.请完成下表实验操作、现象和结论
实 验 操 作 | 现 象 和 结 论 |
步骤一:取萃取后的上层清液滴加2滴K4[Fe(CN)6] | 若产生 则 |
步骤二:往探究Ⅲ所得溶液中加入少量乙醚,充分振荡、静置分层 | 若 则 |
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解答题-工业流程题
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(0.15)
解题方法
【推荐2】粘土帆矿(含V2O5、Fe2O3、Al2O3、SiO2等不溶性成分)制备V2O5的工艺流程如下:
已知: ①硫酸氧钒[(VO)SO4]高温易分解生成VO2和SO3
②萃取剂对相关离子的萃取能力如下表:
回答下列问题:
(1)粘土钒矿焙烧时一般选择 250℃的原因是______ ,V2O5与浓硫酸生成硫酸氧钒的化学方程式______ 。
(2)为提高浸出效率可采取的操作有______ (答两条),浸出液中存在 VO2+、VO、 Fe3+、Al3+和离子,萃取前加入铁粉的目的______ 。
(3)“反萃取”用 20%硫酸目的为______ ,“氧化”的离子方程式为______ 。
(4)用反萃取法由碘的 CCl4溶液提取碘单质,画出流程图______ 。
已知: ①硫酸氧钒[(VO)SO4]高温易分解生成VO2和SO3
②萃取剂对相关离子的萃取能力如下表:
微粒 | VO2+ | VO | Fe3+ | Fe2+ |
萃取能力 | 强(随pH增大而增强) | 弱 | 强 | 弱 |
(1)粘土钒矿焙烧时一般选择 250℃的原因是
(2)为提高浸出效率可采取的操作有
(3)“反萃取”用 20%硫酸目的为
(4)用反萃取法由碘的 CCl4溶液提取碘单质,画出流程图
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【推荐3】实验室从某废弃炉渣(含Cu、Ni、Co、Ca、Fe等金属及其氧化物)中回收Cu、Ni、Co,其部分实验过程如下:
(1)除杂。该步骤所用玻璃仪器有烧杯、___________ 。
(2)除铁。将“置换”后溶液中的氧化为,控制pH可形成沉淀。写出该反应的离子方程式:_____________________ 。
(3)除钙。向“除铁”后的滤液中加入NaF,使转化为沉淀除去。若溶液pH偏低,将会导致沉淀不完全,其原因是____________ 。[、]。
(4)除钙后的溶液经过萃取、反萃取等操作可分离钴和镍.其中萃取原理可表示为
①与萃取剂Cyanex272(磷酸酯)相比,芳香基磷酸酯更适合高酸度废水中的萃取,原因是______ 。
②设计以“除钙”后的混合溶液(含、、溶液)为原料,制备的实验方案:__________ (已知、的萃取率-pH的关系曲线如图所示。实验中须使用的试剂有:Cyanex272、溶液、NaOH溶液)。
(1)除杂。该步骤所用玻璃仪器有烧杯、
(2)除铁。将“置换”后溶液中的氧化为,控制pH可形成沉淀。写出该反应的离子方程式:
(3)除钙。向“除铁”后的滤液中加入NaF,使转化为沉淀除去。若溶液pH偏低,将会导致沉淀不完全,其原因是
(4)除钙后的溶液经过萃取、反萃取等操作可分离钴和镍.其中萃取原理可表示为
①与萃取剂Cyanex272(磷酸酯)相比,芳香基磷酸酯更适合高酸度废水中的萃取,原因是
②设计以“除钙”后的混合溶液(含、、溶液)为原料,制备的实验方案:
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