10. 新素养 科学探究与实践（2026·江苏无锡月考改编）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。
资料:1.红磷燃烧的最低温度是260 ℃,白磷燃烧的最低温度点是40 ℃。
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。
【设计与实验】设计并利用图1装置测空气里氧气的含量。
（1）主要步骤如下,正确的顺序为
④①③②
（填序号）。
① 弹簧夹夹紧乳胶管
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
（2）实验结束,集气瓶中剩余气体的主要成分是
氮气(或N₂)
。
【优化与实验】同学们利用图1装置多次实验,水面均未上升到刻度“1”。经讨论后,分别取足量红磷、白磷采用图2装置进行实验,记录并处理数据分别如图3、图4。
（3）图3中氧气含量从8.05%上升到9.26%,原因可能是
反应结束后,温度下降,气体逐渐混合均匀
。
（4）图4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
。计算白磷消耗的氧气占空气体积的
19.37%
（结果精确到0.01%）。
【反思与交流】
（5）图1实验水面未达到刻度“1”,原因是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,所以氧气消耗不完
。
（6）上述实验中白磷和五氧化二磷有毒,对环境“不友好”。结合实验原理和药品弊端,可选择的替代药品有
铜粉(答案合理即可)
（写出一种即可）。
答案：10. (1) ④①③② (2) 氮气(或N₂) (3) 反应结束后,温度下降,气体逐渐混合均匀 (4) 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 19.37% (5) 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,所以氧气消耗不完 (6) 铜粉(答案合理即可)
解析:(3) 白磷燃烧消耗氧气并放出热量,而其他气体不变,氧气的含量逐渐减小,反应结束后,温度下降,气体逐渐混合均匀,导致氧气的含量增大。(4) 红磷燃烧放热,温度升高,装置内压强增大,同时红磷燃烧消耗氧气,装置内压强减小,但反应刚开始,温度升高对压强的影响比气体减少对压强的影响大,所以题图4中BC段压强增大,相同的温度和体积下,气体压强与分子数成正比,气体体积与分子数成正比,则相同的温度和体积下,气体压强与气体体积成正比,则白磷消耗的氧气占空气的体积为 $\frac{103.15\ \mathrm{kPa}-83.17\ \mathrm{kPa}}{103.15\ \mathrm{kPa}}×100\%≈19.37\%$。
