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第一章 从实验学化学
B卷 能力过关检测
本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分,考试时间75分钟。
一、选择题(每小题3分,共48分)
1.下列各组数据中,前者刚好是后者两倍的是( )
A.2 mol水的摩尔质量和1 mol水的摩尔质量
B.200 mL 1 mol·L-1氯化钙溶液中c(Cl-)和100 mL 2 mol·L-1氯化钾溶液中c(Cl-)
C.64 g二氧化硫中氧原子数和标准状况下22.4 L一氧化碳中氧原子数
D.20% NaOH溶液中NaOH的物质的量浓度和10% NaOH溶液中NaOH的物质的量浓度
【答案】C
【解析】
A.2mol水的摩尔质量和1 mol水的摩尔质量的摩尔质量都是18g/mol,故A错误;
B.1 mol/L氯化钙溶液中c(Cl-)=2mol/L,2 mol/L氯化钾溶液中c(Cl-)=2mol/L,两溶液中氯离子浓度相等,故B错误;
C.64g二氧化硫的物质的量为1mol,1mol二氧化硫中含有2mol氧原子,标况下22.4LCO的物质的量为1mol,1molCO含有1mol氧原子,前者刚好是后者两倍,故C正确;
D.20%NaOH溶液中NaOH的物质的量浓度为:c1=mol/L,10%NaOH溶液中NaOH的物质的量浓度:c1=mol/L,由于两溶液的密度不同,所以前者不是后者两倍,故D错误;
故选C。
【点睛】
本题的易错点为D,需要明确物质的量浓度与溶质质量分数的计算表达式,c=,对于氢氧化钠溶液,溶液的浓度越大,密度越大,因此20%NaOH溶液中NaOH的物质的量浓度大于10%NaOH溶液中NaOH的物质的量浓度的2倍。
2.实验中的下列操作正确的是( )
A.用试管取出试剂瓶中的Na2CO3溶液,发现取量过多,为了不浪费,又把过量的试剂倒入试剂瓶中
B.Ba(NO3)2 溶于水,可将含有Ba(NO3)2 的废液倒入水池中,再用水冲入下水道
C.用蒸发方法使NaCl 从溶液中析出时,应将蒸发皿中NaCl 溶液全部蒸干才停止加热
D.用浓硫酸配制一定物质的量浓度的稀硫酸时,浓硫酸溶于水后,应冷却至室温才能转移到容量瓶中
【答案】D
【解析】
A.取出Na2CO3溶液,发现取量过多,不能放回原瓶,会污染原试剂,故A错误;
B.钡离子有毒,可污染地下水,不能直接排放进下水道,故B错误;
C.蒸发时不能蒸干,应利用余热蒸干,有大量固体析出时即停止加热,故C错误;
D.容量瓶只能在常温下使用,不能用来盛装过冷或过热的液体,浓硫酸溶于水放热,溶液的温度较高,应冷却后在转移到容量瓶中,故D正确。
故选:D。
3.下列实验操作顺序不正确的是( )
A.加热试管时,先均匀加热,后局部加热
B.制取气体时,先检查装置的气密性,后装药品
C.用排水法收集完气体后,先撤导管,再撤酒精灯
D.在氢气还原氧化铜的实验中,反应结束后,先停止通入氢气,后撤酒精灯
【答案】D
【解析】
A.加热试管时,如果直接局部加热,受热不均,试管容易炸裂,所以先均匀加热,后局部加热,A正确;
B.制取气体时,如果先装药品,检查到装置的气密性不好,需要更换仪器或重新组装,既浪费药品又浪费时间,所以要先检查装置的气密性后装药品,B正确;
C.用排水法收集气体后,先撤酒精灯后移除导管,容易造成导管倒吸现象,故先撤导管,再撤酒精灯,C正确;
D.在氢气还原氧化铜的实验中,反应结束后,先停止通入氢气,会导致空气中的氧气进入装置,会将新生成的Cu氧化为CuO,氢气与氧气混合加热,还会有爆炸的危险,故应该先撤酒精灯,等Cu冷却后再停止通入氢气,D错误;
故选D。
4.下列叙述中正确的是( )
A.摩尔是物质的量的单位,每摩尔物质约含有6.02×1023个分子
B.1 mol氧的质量为16 g
C.0.5 mol He约含有6.02×1023个电子
D.2H既可表示2个氢原子又可表示2 mol氢分子
【答案】C
【解析】
A、作为物质的量的单位,mol可以计量微观粒子(包括原子、分子、离子、原子团等),每摩尔物质约含有6.02×1023个“粒子”,这里的“粒子”并不一定是分子,选项A错误;
B、使用“mol”作单位时,所指粒子必须明确,且粒子种类要用适当的符号或化学式表示,“1 mol氧”的说法错误,选项B错误;
C、 0.5 mol He约含有0.5×2×6.02×1023=6.02×1023个电子,选项C正确;
D、2H只表示2个氢原子,选项D错误;
答案选C。
5.下列叙述正确的是 ( )
A.1 mol H2O2的质量为 34 g/mol
B.C2H5OH的摩尔质量为46 g
C.3.0l×1023个SO2分子的质量为 32 g
D.1 mol任何物质均含有6. 02×1023个分子
【答案】C
【解析】
A.质量的单位为g,1mol H2O2的质量为34g,故A错误;
B.摩尔质量的单位为g·mol-1,而不是g,故B错误;
C.SO2的物质的量为=0.5mol,其质量为0.5mol×64g/mol=32g,故C正确;
D.物质并不都是由分子构成的,有的是离子构成的,有的是原子构成的,故D错误;
故选C。
6.草酸(分子式为H2C2O4,沸点:150℃)是生物体的一种代谢产物,广泛分布于植物、动物和真菌体中。下列有关判断不正确的是( )
A.45g草酸中含有1.204×1024个氧原子
B.1mol草酸中含有6.02×1023个分子
C.草酸的摩尔质量是90g/mol
D.1mol草酸在标准状况下的体积约为22.4L
【答案】D
【解析】
A.45g草酸中含有1.204×1024个氧原子,故A正确;
B.草酸是共价化合物,1mol草酸中含有6.02×1023个草酸分子,故B正确;
C.摩尔质量用g/mol作单位,其数值等于相对分子质量,草酸的摩尔质量是90g/mol,故C正确;
D.标准状况下,草酸不是气体, 1mol草酸在标准状况下的体积不是22.4L,故D错误;
选D。
7.下列关于物质的量浓度表述正确的是( )
A.0.3 mol·L-1的Na2SO4溶液中含有Na+和SO42-的总物质的量为0.9 mol
B.当1 L水吸收22.4 L氨气时所得氨水的浓度不是1 mol·L-1,只有当22.4 L氨气溶于水制得1 L氨水时,其浓度才是1 mol·L-1
C.在K2SO4和NaCl的中性混合水溶液中,如果Na+和SO42-的物质的量相等,则K+和Cl-的物质的量浓度一定相同
D.10 ℃时,100 mL 0.35 mol·L-1的KCl饱和溶液蒸发掉5 g水,冷却到10 ℃时,其体积小于100 mL,它的物质的量浓度仍为0.35 mol·L-1
【答案】D
【解析】
A. 0.3mol⋅L−1的Na2SO4溶液中Na+、SO42-的物质的量浓度为:0.6mol⋅L−1,0.3mol⋅L−1,由于缺少溶液的体积,所以无法计算出离子的物质的量,故A错误;
B. 溶液的体积不等于溶剂的体积,所以1L水吸收22.4L氨气时所得氨水的浓度不是1mol⋅L−1;气体摩尔体积与状态有关,22.4L氨气的物质的量无法求出,所以22.4L氨气溶于水制得1L氨水时,其浓度不一定等于1mol⋅L−1,故B错误;
C. 在K2SO4和NaCl的中性混合水溶液中存在:c(Na+)+c(K+)=c(Cl−)+2c(SO42-),Na+和SO42-的物质的量相等,即物质的量浓度相等,所以K+和Cl−的物质的量浓度一定不相同,故C错误;
D. 10℃时,0.35mol/L的KCl饱和溶液100mL蒸发掉5g水,冷却到10℃时,其体积小于100mL,溶液仍然是饱和溶液,溶质的物质的量浓度不变,它的物质的量浓度仍为0.35mol/L,故D正确;
故选D。
8.下列关于“物质的量”、“摩尔”和“摩尔质量”的叙述中正确的是( )
A.物质的摩尔质量等于其相对分子(原子)质量
B.“物质的量”是国际单位制中的一个基本单位
C.0.012 kg12C中所含的碳原子数为NA
D.1mol任何物质都含有约6.02×1023个原子
【答案】C
【解析】
A.摩尔质量的单位为g/mol,以克为单位时,摩尔质量在数值上等于其相对分子(原子)质量,二者表示的意义不同,A错误;
B.物质的量是物理量,摩尔是国际单位制中的一个基本单位,B错误;
C.0.012 kg12C中所含碳原子的数目即为阿伏加德罗常数,可用NA表示,C正确;
D.1mol任何物质所含的微粒数在数值上都约为6.02×1023个,由于构成物质的粒子有分子、原子、离子等,所以1mol任何物质不一定都含有约6.02×1023个原子,D错误;
故选C。
9.相对分子质量为M的气态化合物VL(标准状况)溶于mg水中,得到溶液的质量分数为ω%,物质的量浓度cmol/L,密度为ρg/cm3,则下列说法正确的是( )
A.相对分子质量M可表示为:
B.溶液密度ρ可表示为:
C.溶液的质量分数ω%可表示为:
D.物质的量浓度C可表示为:
【答案】A
【解析】
A、mg:m(溶质)=(1-ω%):ω%,所以m(溶质)=g,所以×Mg/mol=g,解得M=,所以该气体的相对分子质量为,选项A正确;B、由于c=,所以ρ==,选项B错误; C、溶质的质量为×Mg/mol =g,溶液质量为mg+×Mg/mol=(m+)g,所以质量分数为=,选项C错误;D、溶质的物质的量为=mol,溶液质量为mg+×Mg/mol=(m+)g,所以溶液的体积为,所以溶液浓度为=mol/L,选项D错误;答案选A。
10.下列有关实验操作正确的是 ( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
A. 取用液体时:①试剂瓶瓶口与试管口紧挨,防止液体流出;②标签向着手心,防止液体流出腐蚀标签;③瓶塞倒放桌面上,防止污染瓶塞,从而污染药品,A正确;
B. 给液体加热时,试管内液体不能超过其体积的,防止沸腾溅出,且手不能抓住试管夹的短柄,否则会导致试管脱落,B错误;
C. 胶头滴管要悬空垂直滴加,不能伸入试管中,否则会造成药品的污染,C错误;
D. 正在加热的蒸发皿不可用手直接拿,否则会烫伤手,D错误;
故合理选项是A。
11.密度为dg/cm3的盐酸中,逐滴滴入AgNO3溶液,直到沉淀完全为止。已知沉淀的质量和原盐酸的质 量相等,则原盐酸的物质的量浓度为: ( )
A.25.4d mol/L B.12.7d mol/L C.7d mol/L D.6.35d mol/L
【答案】C
【解析】发生AgNO3+HCl=AgCl↓+HNO3,根据信息,沉淀质量等于原盐酸溶液的质量,令沉淀物质的量为1mol,则原盐酸中溶质物质的量为1mol,原盐酸溶液的质量为143.5g,盐酸的物质的量浓度为mol·L-1,解得c≈7dmol·L-1,故选项C正确。
12.VmL Al2(SO4)3溶液中含a g SO42-,若把此溶液取一半加水稀释至2VmL,则稀释后溶液中A13+的物质的量浓度为( )
A.mol/L B.mol/L C.mol/L D.mol/L
【答案】D
【解析】a g SO42-的物质的量是,根据硫酸铝的化学式可知铝离子的物质的量是,因此若把此溶液取一半加水稀释至2VmL,则稀释后溶液中A13+的物质的量浓度为,答案选D。
13.设NA为阿伏加德罗常数,下列说法中正确的是( )
A.18 g H2O所含的分子数为NA B.22.4 L H2O所含的分子数为NA
C.NA个氢原子的质量为2 g D.1 mol NaCl中含0.5NA个Na+和0.5NA个Cl﹣
【答案】A
【解析】
A. 18 g H2O为1mol,所含的分子数为NA,故A正确;
B. 没有温度和压强,没有密度,无法计算22.4 L H2O所含的分子数,故B错误;
C. NA个氢原子为1molH,其质量为1g ,故C错误;
D. 1 mol NaCl中含NA个Na+和NA个Cl-,故D错误;
所以本题答案:A。
14.若20g密度为ρg•cm﹣3的硝酸钙溶液里含0.5gCa2+,则NO3﹣的物质的量浓度是( )
A.2.5ρmol•L﹣1 B.mol•L﹣1
C.1.25ρmol•L﹣1 D.mol•L﹣1
【答案】C
【解析】
0.5g Ca2+的物质的量为=0.0125mol,溶液中n(NO3﹣)=2n( Ca2+)=0.0125mol×2=0.025mol,溶液体积为=L,NO3-的物质的量浓度为=1.25ρmol/L,
答案选C。
15.在标准状况下,CO与CO2的混合气体体积为2.24L,质量为3.6g,则混合气体中CO与CO2的体积比为( )
A.2:1 B.3:1 C.1:1 D.4:1
【答案】C
【解析】
试题分析:标准状况下,混合气体的物质的量n= =0.1mol,设混合气体中CO的物质的量为xmol,CO2的物质的量为ymol,则有:x+y=0.1mol;x×28g/mol+y×44g/mol=3.6g,解之得:x=0.05mol,y=0.05mol,同温同压下,CO与CO2的体积比等于物质的量之比,CO与CO2的体积比为0.05mol:0.05mol=1:1,正确答案是C。
【点睛】
本题考查混合物的计算,题目难度不大,注意物质的量与质量、体积的计算公式的运用。
16.设NA为阿伏加德罗常数,下列说法正确的是( )
①标准状况下,11.2 L以任意比例混合的氮气和氧气所含的原子数为NA
②同温同压下,体积相同的氢气和氩气所含的分子数相等
③1 L 2 mol·L-1的AlCl3溶液中含氯离子为6NA
④标准状况下,22.4 L H2O中分子数为NA
⑤32 g O2和O3混合气体中含有原子数为2NA
A.①②③⑤ B.①②③④
C.①③④ D.③④
【答案】A
【解析】
①n(混合气)==0.5 mol,由于两种气体分子均为双原子分子,故n(原子)=2n(分子)=1 mol,即原子数为NA,正确;②据阿伏加德罗定律知正确;③n(Cl-)=3n(AlCl3)=3×1 L×2 mol·L-1=6 mol,正确;④标准状况下,H2O为液态,错误;⑤O2、O3均由氧原子构成,n(O)==2 mol,正确。答案选A。
二、非选择题(共52分)
17.(10分)现有14.4gCO和CO2的混合气体,在标准状况下其体积为8.96L.
请回答下列问题:
(1)该混合气体的平均摩尔质量为_____.
(2)混合气体中碳原子的个数为_____(用NA表示阿伏加德罗常数的值).
(3)将混合气体依次通过如图所示装置,最后收集在气球中(体积在标准状况下测定).
①气球收集到的气体的摩尔质量为_____.
②气球收集到的气体,电子总数为_____(用NA表示阿伏加德罗常数的值).
③气球的体积为_____L.
【答案】36g/mol 0.4 NA 28g/mol 2.8 NA 4.48
【解析】
(1)混合气体的体积为8.96L,则物质的量为其物质的量为:n=V/Vm=8.96L÷22.4L/mol=0.4mol,
混合气体的平均摩尔质量为:14.4g÷0.4mol=36g/mol;
(2)设混合气体中CO的物质的量为xmol,CO2的物质的量为ymol,则根据混合物的质量为14.4g可得:28x+44y=14.4①;根据气体的物质的量为0.4mol可得:x+y=0.4②,解①②得:x=0.2mol、y=0.2mol。因为CO和CO2中均含1个碳原子,故共含0.4mol碳原子,即 0.4 NA个;
(3)将混合气体依次通过如图装置,则CO2会被NaOH溶液吸收,剩余CO,被浓硫酸干燥后,则在气球中收集到的是干燥纯净的CO气体.
①气球中收集到的气体为CO,而一种物质的摩尔质量在数值上等于该物质的相对分子质量,故收集到气体的摩尔质量为28g/mol;
②一个CO含有14个电子,由(2)求出的CO的物质的量为0.2mol,则电子的物质的量为0.2mol×14=2.8mol,电子总数为2.8 NA个;
③气球中的气体为CO,其体积V=nVm=0.2mol×22.4L/mol=44.8L。
18.(12分)(1)0.5 mol CH4的质量是________,在标准状况下的体积为________。
(2)3.1 g Na2X含有Na+ 0.1 mol,则Na2X的摩尔质量为________,X的相对原子质量为________。
(3)0.6 mol的氧气与0.4 mol臭氧(O3)质量之比为________,分子个数之比为________,氧原子个数之比为________。
(4)8.5 g氢氧根离子含有的电子数目为________。
(5)14 g C2H4与C4H8的混合物所含质子的物质的量为________。
【答案】 8 g 11.2 L 62 g/mol 16 1∶1 3∶2 1∶1 5×6.02×1023(或3.01×1024) 8 mol
【解析】
(1)0.5 mol甲烷的质量=0.5 mol×16 g/mol=8 g,标准状况下甲烷的体积=0.5 mol×22.4 L/mol=11.2 L;(2)1个Na2X中有2个Na+,则含有0.1 mol Na+的Na2X物质的量为0.05 mol,M===62 g/mol;X的相对原子质量为62-23×2=16;(3)由m=nM可知,氧气与臭氧的质量之比为(0.6 mol×32 g/mol)∶(0.4 mol×48 g/mol)=1∶1,分子数之比等于物质的量之比为0.6 mol∶0.4 mol=3∶2,氧原子个数之比为(0.6 mol×2)∶(0.4 mol×3)=1∶1;(4)一个OH-中含有10个电子,则8.5 g氢氧根离子含有的电子数目为×10×6.02×1023 mol-1=5×6.02×1023;(5)C2H4与C4H8的最简式均为CH2,14 g C2H4与C4H8的混合物中含有CH2部分的物质的量为=1 mol,所含质子的物质的量为1 mol×8=8 mol。
19.(11分)实验室欲配制 240mL 0.2 mol·L-1 的碳酸钠溶液,回答下列问题:
(1)通过计算可知,应用托盘天平称取_____g Na2CO3 固体。
(2)配制过程必需的仪器有: 胶头滴管、托盘天平、药匙、烧杯、玻璃棒,还缺少的仪器是_____。
(3)在配制过程中,其他操作都是正确的,下列操作中会引起误差且使浓度偏小的是______填序号)。
①没有洗涤烧杯和玻璃棒 ② 容量瓶不干燥,含有少量蒸馏水
③未冷却到室温就将溶液转移到容量瓶并定容 ④定容时仰视刻度线
(4)下列操作中,容量瓶所具备的功能有_____
A.配制一定体积准确浓度的标准溶液 B.长期贮存溶液
C.用来溶解固体溶质 D.常用来代替量筒量取一定体积的液体
(5)选择下列方法分离物质,将分离方法的序号填在横线上。
A.萃取 B.分液 C.冷却结晶 D.蒸发结晶 E.蒸馏 F.过滤
①_____分离饱和食盐水和沙子的混合物
②_____从硝酸钾中除去氯化钠杂质
③_____分离水和汽油的混合物
④_____分离 CCl4(沸点为 76.75℃)和甲苯(沸点为 110.6℃)的混合物
【答案】5.3g 250mL容量瓶 ①④ A F C B E
【解析】
(1)没有240mL的容量瓶,需要250mL的容量瓶,则碳酸钠的物质的量n=cV=0.2mol/L×0.25L=0.05mol,所需碳酸钠的质量:m=nM=0.05mol×106g/mol=5.3g;
(2)操作步骤有计算、称量、溶解、移液、洗涤移液、定容、摇匀等操作,一般用托盘天平称量,用药匙取用药品,在烧杯中溶解(可用量筒量取水加入烧杯),并用玻璃棒搅拌,加速溶解。冷却后转移到250mL容量瓶中,并用玻璃棒引流,洗涤烧杯、玻璃棒2-3次,并将洗涤液移入容量瓶中,加水至液面距离刻度线1~2cm时,改用胶头滴管滴加,最后定容颠倒摇匀。所以所需仪器有托盘天平、烧杯、玻璃棒、250mL容量瓶、胶头滴管、药匙,还缺少的仪器是250mL容量瓶;
(3)①没有洗涤烧杯和玻璃棒,则n偏小,所以结果偏低,故①正确;
②容量瓶不干燥,含有少量蒸馏水,不会影响实验结果,故②错误;
③未冷却到室温就将溶液转移到容量瓶并定容,液体热胀冷缩,所以V偏小,所以结果偏高,故③错误;
④定容时仰视刻度线,则V偏大,所以结果偏小,故④错误;
故答案为①④;
(4))容量瓶作为精密仪器不可用于储存和溶解,也不能当作量器使用,故答案为A;
(5)①泥沙不溶于水,可过滤分离,故答案为F;
②二者溶解度受温度影响不同,可冷却结晶分离,故答案为C;
③水和汽油互不相溶,可用分液操作分离水和汽油混合物,故答案为B;
④CCl4和甲苯沸点不同,可蒸馏分离,故答案为E。
20.(9分)某同学设计如下实验方案,以分离KCl和BaCl2两种固体混合物,试回答下列问题:
供选试剂:Na2SO4溶液、K2CO3溶液、K2SO4溶液、盐酸
(1)操作①的名称是________,操作②的名称是____________。
(2)试剂a是____________(填化学式,下同),试剂b是__________,固体B是____________。
(3)加入试剂a所发生反应的化学方程式为__________________________________。加入试剂b所发生反应的化学方程式为____________________________________。
(4)该方案能否达到实验目的:__________________________(填“能”或“不能”)。若不能,应如何改进?(若能,此问不用回答)__________。
(5)若要测定原混合物中BaCl2的质量分数,除了要准确称量混合物的质量外,至少还要获得的数据是____的质量。
【答案】溶解 过滤 K2CO3 HCl BaCl2 K2CO3+BaCl2=BaCO3↓+2KCl BaCO3+2HCl=BaCl2+CO2↑+H2O 不能 应在操作②的滤液中加入过量盐酸后再蒸发结晶 沉淀A1或固体B
【解析】
(1)将固体混合物形成溶液的操作为溶解;操作②是将固体和溶液分离,为过滤。(2)分离氯化钾和氯化钡,应将氯化钡转化为沉淀而分开,所以先加入碳酸钾,生成碳酸钡沉淀,所以试剂a为碳酸钾,沉淀A为碳酸钡,洗涤后加入盐酸,碳酸钡和盐酸反应生成氯化钡,再蒸发结晶即可得B氯化钡,所以试剂b为盐酸。
(3)加入碳酸钾,氯化钡和碳酸钾反应生成碳酸钡沉淀和氯化钾,方程式为K2CO3+BaCl2=BaCO3↓+2KCl;碳酸钡和盐酸反应生成氯化钡和水和二氧化碳,方程式为BaCO3+2HCl=BaCl2+CO2↑+H2O。
(4)因为加入了碳酸钾,所以滤液中有碳酸钾,直接蒸发结晶有碳酸钾杂质,应在操作②的滤液中加入过量盐酸后再蒸发结晶。
(5)要测定氯化钾或氯化钡的质量分数,需要知道氯化钾或氯化钡的质量,所以需要获得的数据有沉淀A1或固体B。
21.(10分 )(1)下列数量的各物质所含原子数按由大到小的顺序排列是________。
①0.5 mol氨气
②标准状况下22.4 L氦气
③4 ℃时9 mL水
④0.2 mol磷酸钠(Na3PO4)
(2)现有m g某气体,它是三原子分子,其摩尔质量为M g·mol-1。若阿伏加德罗常数用NA表示,请用以上符号及相应数字填写下列空格。
①该气体的物质的量为________mol。
②该气体所含原子总数为________个。
③该气体在标准状况下的体积为________L。
④该气体完全溶于水形成V L溶液(不考虑反应),所得溶液的物质的量浓度为________mol·L-1。
【答案】①④③② NA
【解析】
(1)所含原子数分别为:①0.5 mol×(1+3)=2 mol;②×1=1 mol;③×(2+1)=1.5 mol;④0.2 mol×(3+1+4)=1.6 mol。比较大小得答案为①④③②;
(2)m g气体的物质的量为mol,所含分子数为NA,所含原子数为NA,该气体在标准状况下的体积为L,气体完全溶于水形成V L溶液,其浓度为mol·L-1
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