20 (16 分)空气中含有多少氧气呢? 学习小组开展“测定空气里氧气含量”的探究活动。
【查阅资料】
① 红磷燃烧的最低温度是 $260\ °\mathrm{C}$,白磷燃烧的最低温度是 $40\ °\mathrm{C}$。
② 相同的温度和体积下,气体压强与分子数成正比。
③ 相同的温度和压强下,气体体积与分子数成正比。
【史料研究】二百多年前,化学家拉瓦锡利用汞能和氧气发生反应的原理,采用图甲装置测出氧气约占空气体积的$\dfrac{1}{5}$。

(1)加热时,曲颈甑内液态汞表面产生红色粉末,玻璃钟罩内的现象是
汞液面上升
。
【设计与实验】设计并利用图乙装置测空气里氧气含量。
(2)步骤如下,正确顺序为
①④③②
(填序号)。
① 检查装置气密性
② 红磷熄灭并冷却后,打开弹簧夹
③ 点燃红磷后立即伸入瓶中并塞紧塞子
④ 在集气瓶中加入少量水,将水面上方空间分成5等份,再用弹簧夹夹紧胶皮管
(3)实验结束,集气瓶中剩余气体的主要成分是
氮气
。根据实验可知,剩余气体具有
不能燃烧也不能支持燃烧
的化学性质。
【优化与实验】同学们利用图乙装置多次实验,水面均未上升到刻度线“1”处。经讨论后,分别取足量红磷、白磷采用图丙装置进行实验,记录并处理数据(红磷如图丁、白磷如图戊)。

(4)图丁中氧气含量从8.05%上升到9.26%,可能的原因是
燃烧停止后,集气瓶底部的氧气向上运动,导致传感器附近的氧气浓度增大(合理答案均可)
。
(5)图戊中 BC 段压强增大,原因是
反应刚开始,温度升高对压强的影响比气体减少对压强的影响大
。利用图戊数据,可计算出该实验测得的空气中氧气的体积分数是
$\dfrac{103.15\ \mathrm{kPa}-83.17\ \mathrm{kPa}}{103.15\ \mathrm{kPa}}×100\%$
(列出计算式即可)。
【反思与交流】
(6)图乙实验水面未达到刻度线“1”处,由图丁可知是因为装置中的氧气未消耗完。红磷燃烧不能将氧气消耗完的主要原因是
反应一段时间后,氧气浓度下降到一定程度,燃烧放出的热量减少,温度降低到红磷燃烧所需的最低温度以下,红磷熄灭(合理答案均可)
。