2019-2020年高考化學(xué)第一輪復(fù)習(xí)講與練二十四：氧族元素、臭氧、過(guò)氧化氫[舊人教].doc

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2019-2020年高考化學(xué)第一輪復(fù)習(xí)講與練二十四：氧族元素、臭氧、過(guò)氧化氫[舊人教] 【要點(diǎn)精講】 1、氧族元素的原子結(jié)構(gòu)及性質(zhì)的相似性和遞變性 （1）結(jié)構(gòu)： 相似性： 遞變性： （2）性質(zhì)（O→Te） 相似性：主要化合價(jià)為 價(jià)，氫化物的通式為 ，最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物的通式為 。 遞變性：元素非金屬性逐漸 ，H2R穩(wěn)定性逐漸 ，H2RO4酸性逐漸 。 2、氧氣和臭氧 （1）氧氣與臭氧性質(zhì)的比較 物質(zhì) 氧氣 臭氧 ①氣態(tài)時(shí)的顏色 ②氣味 ③沸點(diǎn)比較 ④同條件時(shí)的密度比較 ⑤同條件時(shí)水中溶解性比較 ⑥相互關(guān)系 ①不穩(wěn)定性[2O3(g)=3O2(g)；△H= -284 kJ/mol ]，說(shuō)明氧氣的穩(wěn)定性比臭氧 。 ②極強(qiáng)的氧化性，能將Ag、Hg等不易被空氣氧化的金屬而氧化，能將有機(jī)色質(zhì)氧化，故可用作脫色（漂白）劑，也具有殺菌消毒作用，則又可用作消毒劑。在一定條件下臭氧和氧氣可相互轉(zhuǎn)化，其有關(guān)化學(xué)方程式為 ， 。 3、過(guò)氧化氫 ①過(guò)氧化氫的電子式為 ，是一種 分子（填極性或非極性）。 ②過(guò)氧化氫為無(wú)色粘稠液體，它的水溶液俗稱(chēng)雙氧水，醫(yī)用雙氧水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般為 。 ③化學(xué)性質(zhì)：a．是一種二元弱酸，具有弱酸性，電離方程式為 和 ；b．氧化性，如能把Fe2+氧化成Fe3+，酸性條件下的反應(yīng)式為： ；c．還原性，如能發(fā)生H2O2+Cl2==O2+2HCl ，能使酸性高錳酸鉀溶液褪色（離子方程式： ）等；d．不穩(wěn)定性（受熱會(huì)分解，MnO2作催化劑時(shí)反應(yīng)更快）。過(guò)氧化氫可用作氧化劑、漂白劑、消毒劑、脫氯劑，還可作為火箭的燃料。 【典型例題】 【例1】（xx年北京，6）高壓電機(jī)、復(fù)印機(jī)工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生臭氧，該氣體有強(qiáng)氧化性。下列敘述不正確的是 A．臭氧和氧氣是氧的同素異形體 B．臭氧可使?jié)駶?rùn)的KI淀粉試紙變藍(lán) C．臭氧的存在對(duì)人體有益無(wú)害 D．臭氧是很好的消毒劑和脫色劑 【例2】（xx年廣東，25）下列關(guān)于“過(guò)氧化氫”的說(shuō)法正確的是 A．過(guò)氧化氫具有殺菌消毒作用，是強(qiáng)酸 B．過(guò)氧化氫是離子化合物 C．過(guò)氧化氫可以發(fā)生分解反應(yīng) D．過(guò)氧化氫是水的同分異構(gòu)體 【例3】（xx年江蘇，1）水資源非常重要，聯(lián)合國(guó)確定xx年為國(guó)際淡水年。下列關(guān)于水的說(shuō)法中錯(cuò)誤的是 A．蒸餾法是海水淡化的方法之一 B．淡水的密度小于海水的密度 C．融化的雪水中礦物質(zhì)含量比深井水中的少 D．0℃以上，溫度越高，水的密度越小 光 【例4】1995年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予致力研究臭氧層被破壞問(wèn)題的三位化學(xué)家。大氣中的臭氧層可濾除大量的紫外線(xiàn)，保護(hù)地球上的生物。氟利昂（如CCl2F2）可在光的作用下分解，產(chǎn)生Cl原子，Cl原子會(huì)對(duì)臭氧層產(chǎn)生長(zhǎng)久的破壞作用。有關(guān)反應(yīng) ： O3 O2+O ，Cl+O3→ClO+O2 ，ClO+O→Cl+O2 ，總反應(yīng)：2O3＝3O2 （1） 在上述臭變成氧氣的反應(yīng)過(guò)程中，Cl是 A．反應(yīng)物 B.生成物 C.中間產(chǎn)物 D.催化劑 （2） O3和O2是 A．同分異構(gòu)體 B.同系物 C.氧的同素異形體 D.氧的同位素 【當(dāng)堂反饋】 1．下列關(guān)于硒元素的有關(guān)敘述正確的是 A．硒化氫比硫化氫穩(wěn)定，其水溶液在空氣中能穩(wěn)定存在 B．單質(zhì)硒是一種半導(dǎo)體材料 C．H2SO4、H2SeO4、H2TeO4的酸性依次增強(qiáng) D．硒的非金屬性比氧弱，但比溴強(qiáng) 2．過(guò)氧化氫的沸點(diǎn)比水高，但受熱容易分解。某試劑廠(chǎng)先制得7% ～ 8% 的過(guò)氧化氫溶液，再濃縮成30%溶液時(shí)，可采用的適宜方法是 A．常壓蒸餾 B.減壓蒸餾 C.加生石灰常壓蒸餾 D. 加壓蒸餾 3．過(guò)氧化氫俗稱(chēng)雙氧水，它是一種液體，易分解為水和氧氣，常作氧化劑、漂白劑和消毒劑，為貯存、運(yùn)輸、使用的方便，工業(yè)上常將H2O2轉(zhuǎn)化為固態(tài)的過(guò)碳酸鈉晶體(其化學(xué)式為2Na2CO33H2O2)，該晶體具有Na2CO3和H2O2的雙重性質(zhì)。下列物質(zhì)不會(huì)使過(guò)碳酸鈉晶體失效的是 A． MnO2 B．H2S C．稀鹽酸 D．NaHCO3 4．最近科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了氧族元素的一種新微粒O4，對(duì)于這種新微粒，下列說(shuō)法不正確的是 A．它是氧的一種新的同素異形體 B．它是氧的一種新的同位素 C．它的摩爾質(zhì)量是64 D．它的氧化性比O3強(qiáng) 5．釙是原子序數(shù)最大的氧族元素，推測(cè)釙及其化合物最不可能具有的性質(zhì)是 A．釙是能導(dǎo)電的固體 B．釙的熔點(diǎn)較高 C．釙的氫化物很穩(wěn)定 D．釙至少有兩種氧化物對(duì)應(yīng)的水化物 6．O3能吸收有害紫外線(xiàn)，保護(hù)人類(lèi)賴(lài)以生存的空間。O3的分子結(jié)構(gòu)如右圖：呈V型，鍵與鍵間的夾角為116.5。三個(gè)原子以一個(gè)O原子為中心，與另外兩個(gè)O原子分別構(gòu)成一個(gè)非極性共價(jià)鍵，中間O原子提供兩個(gè)電子，旁邊兩個(gè)O原子各提供一個(gè)電子，構(gòu)成一個(gè)特殊的化學(xué)鍵（圖中用小黑點(diǎn)表示這四個(gè)電子）——三個(gè)O原子均等地享有這四個(gè)電子。請(qǐng)回答： （1）臭氧與氧氣的關(guān)系是 ； （2）下列物質(zhì)的分子與O3分子的結(jié)構(gòu)最相似的是 ； A．H2O B．CO2 C．SO2 D．BeCl2 （3）1個(gè)O3分子中共有 個(gè)電子參與成鍵； （4）O3分子是否極性分子 （填“是”或“否”）； （5）O3具有強(qiáng)氧化性，它能氧化PbS為PbSO4，而O2不能，試配平： PbS + O3 —— PbS O4 + O2 7．針對(duì)以下A～D四個(gè)涉及H2O2的反應(yīng)（未配平），填寫(xiě)下列空白： A．Na2O2 + HCl —— H2O2 + NaCl B．Ag2O + H2O2 －－ Ag + O2 + H2O C．H2O2 －－ H2O + O2 D．H2O2 + Cr2(SO4)3 + KOH －－ K2SO4 + K2CrO4 + H2O （1）H2O2僅體現(xiàn)氧化性的反應(yīng)是（填代號(hào)） ，配平： ； （2）H2O2既體現(xiàn)氧化性又體現(xiàn)還原性的反應(yīng)是（填代號(hào)） ； （3）H2O2體現(xiàn)弱酸性性的反應(yīng)是 ，理由是 ； 8．光化學(xué)煙霧（主要含有臭氧、低級(jí)醛、硝酸酯等）是二次污染物，主要由汽車(chē)尾氣中的氮氧化物、碳?xì)浠衔镌谌展庹丈湎屡cO2反應(yīng)而形成。首先NO2分解成NO和氧原子，氧原子與O2結(jié)合成O3，進(jìn)行包括三個(gè)反應(yīng)的產(chǎn)生O3的循環(huán)，請(qǐng)補(bǔ)充化學(xué)方程式②和③ ①NO2NO＋O ②________________ ③________________以上三個(gè)反應(yīng)總化學(xué)方程式為_(kāi)_________________________，生成的臭氧再與汽車(chē)尾氣中其它成份反應(yīng)可生成醛。試寫(xiě)出尾氣中的2-丁烯被臭氧氧化成乙醛并釋放出氧氣的化學(xué)方程式________ ________________________________。 9．有A、B、C三種常見(jiàn)的短周期元素，它們之間兩兩結(jié)合成化合物X、Y、Z。X、Y、Z之間也能相互反應(yīng)。已知X是A和B按原子個(gè)數(shù)比1∶1組成的化合物，其它元素形成的單質(zhì)（仍用A、B、C表示）和組成的化合物間反應(yīng)關(guān)系式如下： ①B+C→Y ②A+C→Z ③X+Y→M ④X+Z→C+N ⑤Y+Z→C+N 請(qǐng)?zhí)羁眨? （1）上述反應(yīng)中，一定屬于氧化還原反應(yīng)的是 ____，理由是__ __。 （2）若M是一種無(wú)色、粘稠的油狀液體化合物，則X、Y、Z分別是 。 （3）寫(xiě)出反應(yīng)③、④的化學(xué)方程式： 。 10．閱讀下列材料：過(guò)氧化氫（H2O2）又稱(chēng)雙氧水，常溫下它是一種液體，它難電離，且易分解。它是一種綠色氧化劑。為了貯存、運(yùn)輸、使用的方便，工業(yè)上采用“醇析法”將其轉(zhuǎn)化為固態(tài)的過(guò)碳酸鈉晶體（其化學(xué)式為2Na2CO3?3H2O2），該晶體具有Na2CO3和H2O2的雙重性質(zhì)。“醇析法”的生產(chǎn)工藝過(guò)程如下：在0℃~5℃下，往飽和的Na2CO3溶液中，先加入H2O2和穩(wěn)定劑（MgCl2和Na2SiO3），經(jīng)充分反應(yīng)后，再加入異丙醇，過(guò)濾分離，即得過(guò)碳酸鈉晶體。根據(jù)上述材料，回答下列問(wèn)題： （1） 依據(jù)你已有的知識(shí)，寫(xiě)出H2O2的結(jié)構(gòu)式_________________。 （2） 你認(rèn)為H2O2被稱(chēng)為綠色氧化劑的主要原因是________________________________。 （3） 我們知道，稀硫酸不與銅反應(yīng)，但在稀硫酸中加入H2O2，則可使銅順利溶解，寫(xiě)出該反應(yīng)的離子方程式______________________________________。 （4） 穩(wěn)定劑能反應(yīng)生成難溶物將過(guò)碳酸鈉粒子包裹住，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為 _____________________________________________。 【課后作業(yè)】 1． 對(duì)臭氧層有破壞作用的化學(xué)物質(zhì)主要含有氯氟烴等，據(jù)報(bào)道，位于地球南極上空的臭氧空洞已有三個(gè)中國(guó)的面積，科學(xué)家呼吁人類(lèi)要重視對(duì)臭氧層的保護(hù)。大氣中，臭氧的主要作用是 A．吸收CO2 B．補(bǔ)充O2 C．吸收紅外線(xiàn) D．吸收紫外線(xiàn) 2．過(guò)氧化氫與硫酸酸化的高錳酸鉀溶液進(jìn)行反應(yīng)生成硫酸鉀、硫酸錳、水和氧氣。如果過(guò)氧化氫中的氧原子是示蹤原子（18O），當(dāng)反應(yīng)完成后，含有示蹤原子的物質(zhì)是 A．氧氣 B.水 C.硫酸錳 D.硫酸鉀 3．（xx年北京春季，6）北京大學(xué)兩位教授率先發(fā)現(xiàn)人體心肺血管中存在微量硫化氫，它對(duì)調(diào)節(jié)心血管功能具有重要作用。下列敘述正確的是 A．硫化氫分子很穩(wěn)定，受熱難分解 B．硫化氫分子中所有原子的最外電子層都達(dá)到8電子結(jié)構(gòu) C．將硫化氫通入溴水，溴水褪色 D．硫化氫是電解質(zhì)，其電離方程式是H2S=2H++S2- 4．在近代高能技術(shù)中純H2O2普遍被作為單一組分的噴燃料和火箭燃料的氧化劑。下列有關(guān)H2O2的敘述中不正確的是 A．3%的H2O2溶液中，加入MnO2 ，分解速率會(huì)加快，MnO2是催化劑 B．在2KMnO4+5H2O2+3H2SO4=2MnSO4+K2SO4+8H2O+5O2↑反應(yīng)中，MnO2是還原劑，且O2中氧全部來(lái)自于MnO2 C．Na2O2溶液于水的過(guò)程中，不可能有H2O2生成 D．SO2與H2O2相混合完全可能生成H2SO4 ，SO2+H2O2=H2SO4，且電子轉(zhuǎn)移數(shù)為2 5．（xx年上海，10）水的狀態(tài)除了氣、液和固態(tài)外，還有玻璃態(tài)。它是由液態(tài)水急速冷卻到165K時(shí)形成的，玻璃態(tài)的水無(wú)固定形狀，不存在晶體結(jié)構(gòu)，且密度與普通液態(tài)水的密度相同，有關(guān)玻璃態(tài)水的敘述正確的是 A．水由液態(tài)變?yōu)椴ＡB(tài)，體積縮小 B．水由液態(tài)變?yōu)椴ＡB(tài)，體積膨脹 C．玻璃態(tài)是水的一種特殊狀態(tài) D．玻璃態(tài)水是分子晶體 6．下列物質(zhì)不能用對(duì)應(yīng)的單質(zhì)直接化合制取的是 ① CuS ②FeS ③Al2S3 ④Fe2S3 ⑤Cu2S ⑥FeCl2 ⑦CS2 A．②⑤⑦ B．①④⑥ C．③④⑦ D．④⑥⑦ 7．釙是原子序數(shù)最大的氧族元素，推測(cè)它及其化合物最不可能具有的性質(zhì)是 A．釙是能導(dǎo)電的固體 B．釙的氧化物的水化物至少有兩種 C．釙與氫氣不能直接化合 D．釙的氫化物很穩(wěn)定 8．下列結(jié)論正確的是 ① 微粒半徑S2一>Cl>F>S ；②氫化物穩(wěn)定性HF>HCl>H2S>H2Se ；③氧化性Cl2>S>Se>Te ；④酸性H2SO4>HClO4>H2SeO4 ；⑤非金屬性F>Cl>S>Se A．②③⑤ B．①③ C．只有① D．只有⑤ 9．工業(yè)上從含硒的廢料中提取硒的方法之一是：用硫酸和硝酸鈉處理廢料，獲得亞硒酸和少量硒酸，再與鹽酸共熱，硒酸轉(zhuǎn)化為亞硒酸（2HCl + H2SeO4=H2SeO3 + Cl2 +H2O），通SO2于亞硒酸溶液中，有單質(zhì)硒析出。據(jù)此，下列說(shuō)法正確的是 A．H2SeO4的氧化性弱于Cl2 B．亞硒酸氧化性強(qiáng)于H2SO3 C．SeO2的還原性強(qiáng)于SO2 D．析出1mol Se需H2SeO3、SO2、H2O各1mol 10．0.05mol某單質(zhì)與0.8 g硫在一定條件下完全反應(yīng)，該單質(zhì)可能是 A．H2 B．Cu C．K D．Zn 11．過(guò)氧化氫（俗名雙氧水），醫(yī)療上可作外科消毒劑。（1）向含有酚酞的NaOH溶液中滴加雙氧水，溶液由紅色褪至無(wú)色，主要原因是雙氧水的______性；（2）將雙氧水加入經(jīng)酸化的高錳酸鉀溶液中，溶液的紫紅色消褪了，此時(shí)雙氧水表現(xiàn)出_________；（3）久置的油畫(huà)，白色部位（PbSO4）常會(huì)變黑（PbS），用雙氧水揩擦后又恢復(fù)原貌，有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)______________________。 12．氧元素的同素異形體有_____和臭氧?，F(xiàn)采用下法測(cè)定臭氧的化學(xué)式：取O2和Om的混合氣體，從其中取出體積相同的兩份氣體。往1份氣體中加松節(jié)油，Om完全被吸收，結(jié)果氣體體積減少了V mL；加熱另一份氣體，使其中Om全部分解成O2，則氣體體積增加V/2mL（體積都是在同溫同壓下測(cè)定），則m值為_(kāi)_____。臭氧是一種氧化性比氧氣更強(qiáng)的氧化劑，例如，臭氧通入到碘化鉀溶液中有一種無(wú)色氣體逸出，所得溶液可使酚酞變紅，也可使淀粉變藍(lán)，由此判斷，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是___________________________。 13．H2燃燒時(shí)除生成水外，還可生成少量的H2O2，但一般條件下很難得到H2O2。如果將H2燃燒時(shí)產(chǎn)生的火焰用冰塊冷卻，就可檢驗(yàn)出極少量的H2O2生成。實(shí)驗(yàn)前，用兩只蒸發(fā)皿盛好冰（用蒸餾水冷凝而成），做對(duì)比實(shí)驗(yàn)如下： Ⅰ：一只蒸發(fā)皿放在石棉網(wǎng)上加熱，使冰塊慢慢熔化成液體，再加入0.1 mol/L碘化鉀淀粉溶液，不顯藍(lán)色。 Ⅱ：另一只蒸發(fā)皿用調(diào)節(jié)好的氫氣火焰對(duì)著冰塊加熱，熔化成液體后，再加入0.1 mol/L碘化鉀淀粉溶液，立即變成藍(lán)色。 ⑴一般條件下得不到H2O2的原因是：__________________________________________； ⑵要做對(duì)比實(shí)驗(yàn)的理由是：________________________________________________ ； ⑶為了增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)效果，且能迅速檢驗(yàn)出反應(yīng)過(guò)程中生成H2O2，在不另加任何試劑和用品的情況下，你認(rèn)為如何改?______________________________________________ ； ⑷能否________(填“能”或“不能”)將實(shí)驗(yàn)Ⅱ中的0.1 mol/L碘化鉀淀粉溶液換成酚酞試劑；理由是_________________________________________________。 14．化合物A含硫（每個(gè)分子只含一個(gè)硫原子）、氧以及一種或幾種鹵素；少量A與水反應(yīng)可完全水解而不被氧化或還原，所有反應(yīng)產(chǎn)物均可溶于水；將A配成水溶液稀釋后分成幾份，分別加入一系列0.1mol/L的試劑，現(xiàn)象如下： ①加入硝酸和硝酸銀，產(chǎn)生白色沉淀 ； ②加入氯化鋇溶液，無(wú)沉淀生成； ③溶液經(jīng)酸化后加入高錳酸鉀溶液，紫色褪去，再加入硝酸鋇溶液，產(chǎn)生白色沉淀； （1）由此判斷組成該化合物的元素中，可能存在的鹵素有 ，A與水反應(yīng)后生成的溶液中含有的離子可能有 。 （2）要確定該化合物的分子式，稱(chēng)取11.90g A溶于水稀釋至250.0mL，取25.00mL溶液加入足量的高錳酸鉀溶液和硝酸鋇溶液，使沉淀完全，沉淀經(jīng)洗滌、干燥后稱(chēng)重，為2.33g，試確定A的化學(xué)式，寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程。 參考答案 典例解析 【例1】臭氧和氧氣是氧元素組成的不同單質(zhì)，互為同素異形體。臭氧有強(qiáng)氧化性，能氧化KI、有機(jī)色素等，所以臭氧可使?jié)駶?rùn)的KI淀粉試紙變藍(lán)，也可作消毒劑、脫色劑等。空氣中的微量臭氧能刺激中樞神經(jīng)，令人產(chǎn)生爽快和振奮的感覺(jué)。但當(dāng)空氣中臭氧含量超過(guò)10-5%（體積分?jǐn)?shù)）時(shí)，就會(huì)對(duì)人體有害。故選C。 【例2】H2O2是一種共價(jià)化合物，且是一種弱酸，它有較強(qiáng)的氧化性，可以用來(lái)進(jìn)行殺菌、消毒等。它的穩(wěn)定性較差，易分解生成H2O和O2。H2O2和H2O的分子式不同，不是同分異構(gòu)體關(guān)系。故選C。 【例3】海水中溶有Na+、Mg2+、Cl-及SO42-等離子組成的鹽，它們的沸點(diǎn)比水的沸點(diǎn)高，可用蒸餾法將其分離，上述鹽的溶入使水溶液的密度增大，故A、B均正確。雪與雨水成分相同，是水蒸發(fā)后凝結(jié)而成的，含礦物質(zhì)很少，而深井中的水溶有較多礦物質(zhì)，故C也正確。水在4℃時(shí)密度最大，故本題選D。 【例4】（1）D ；（2）C 當(dāng)堂反饋：1．B 2．B 3．D 4．BC 5.C 6.（1）同素異形體 （2）C （3）8 （4）是 （5）1 4 1 4 7．（1）D 3H2O2 + Cr2(SO4)3 + 10KOH ==== 3K2SO4 + 2K2CrO4 + 8H2O （2）C （3）A 這一反應(yīng)可看作是強(qiáng)酸制弱酸的反應(yīng) 8．O+O2=O3，2NO+O2=2NO2 3O22O3, CH3CH=CHCH3+2O32CH3CHO+2O2 9．（1）①、②、④、⑤ 理由略（2）X—H2O2 Y—SO2_ Z—H2S（3）略 10．（1）H—O—O—H ；（2）H2O2的還原產(chǎn)物為H2O，反應(yīng)時(shí)不產(chǎn)生污染物； （3）Cu+H2O2+2H+ = Cu2++2H2O ；（4）MgCl2+Na2SiO3= MgSiO3↓+2NaCl 課后練習(xí)：1．D 2．A 3．C 4．C 5．C 6．B 7．D 8．A 9．B 10．BC 1．（1）氧化；（2）還原；（3）PbS+4H2O2= PbSO4+4H2O 12．O2 ；3 ；2KI + O3 + H2 = 2KOH + O2 + I2 。 13．（10分）⑴H2O2不穩(wěn)定，遇熱易分解 ⑵排除冰塊熔化后所得的液體也能是碘化鉀淀粉溶液變藍(lán)的可能 ⑶在蒸發(fā)皿中先加入碘化鉀淀粉溶液，用氫氧焰直接對(duì)著冰塊加熱 ⑷不能，因?yàn)樵谥行原h(huán)境中H2O2不可能生成OH— 14．（1）F、Cl ；H+、SO32—、HSO3—、Cl—、F— （2）在25.00 mL溶液中產(chǎn)生n（BaSO4）=0.01mol, 則n(SO42－)=0.01mol 原A中n（S）=0.1mol, n (A) =n (S)=0.1mol, M (A)=11.90g/ 0.1mol=119g/mol, 由于S元素在A中的化合價(jià)為+4價(jià)，且A中只含一個(gè)S原子，故A中只能含有一個(gè)氧原子和兩個(gè)鹵原子又A的相對(duì)分子質(zhì)量為119，故兩個(gè)鹵原子的相對(duì)原子質(zhì)量和為：119－32－16=71所以，只能是兩個(gè)氯原子，A的化學(xué)式為SOCl2 （執(zhí)筆：二甲中學(xué) 楊建鋒）