6.(选做题)某兴趣小组的同学以测定空气中氧气的含量为课题进行了项目式探究。
【任务一】回顾拉瓦锡对空气成分的探究。
(1)二百多年前,法国化学家拉瓦锡通过用金属汞在空气中加热生成氧化汞等实验第一次明确得出空气是由组成的结论。
【任务二】利用铁锈蚀测定空气中氧气的含量。
【查阅资料】氯化钠溶液可以加快铁锈蚀。
小组同学在老师的指导下设计了如图装置进行实验。
步骤1:制作滤纸袋,在滤纸袋中加入混合均匀的铁粉和活性炭,固定在橡胶塞上,塞紧橡胶塞;
步骤2:调节右管高度,使两管液面相平,将左管液面距顶部橡胶塞底面距离记为X cm;
步骤3:当左管液面不再上升后,调节右管高度,使两管液面相平,将左管液面距顶部橡胶塞底面距离记为Y cm。
(2)步骤2先调节右管高度,使两管液面相平后再记录数据的原因是。
(3)根据上述实验测得空气中氧气的体积分数为(用含X、Y的式子表示)。
(4)该装置与教材中红磷燃烧法测定空气中氧气的含量实验装置相比,优点是。

6.(1)氮气和氧气
(2)使压强平衡,结果更准确
(3)$\frac{X-Y}{X}×100\%$
(4)误差小,更环保(合理即可)

【分析】
本题围绕测定空气中氧气含量的实验展开，结合拉瓦锡的经典结论和铁锈蚀的性质分析：首先回忆拉瓦锡对空气组成的结论；铁锈蚀会消耗氧气，使装置内压强变化，实验中调节液面相平是为了保证初始压强与外界一致，确保体积测量准确；计算氧气体积分数时，需确定反应前后空气体积的变化，消耗的氧气体积为初始体积与反应后剩余体积的差值；最后对比红磷燃烧法，分析该装置的优势。
【解析】
(1) 二百多年前，法国化学家拉瓦锡通过实验明确得出空气是由氮气和氧气组成的结论，故填氮气和氧气；
(2) 步骤2调节两管液面相平，目的是使左管内气体压强与外界大气压相等，避免初始压强差导致体积测量出现误差，从而保证实验结果更准确；
(3) 初始时左管内空气体积对应X，铁锈蚀消耗氧气后，左管液面上升，此时液面距顶部为Y，说明消耗的氧气体积为X-Y，因此空气中氧气的体积分数为$\frac{X-Y}{X}×100\%$；
(4) 红磷燃烧法会产生有毒的五氧化二磷，且需要点燃操作，而铁锈蚀是缓慢氧化，无需点燃，产物环保，且装置密闭性好，误差更小，故优点为误差小、更环保（合理即可）。
【答案】
(1) 氮气和氧气；(2) 使压强平衡，结果更准确；(3) $\frac{X-Y}{X}×100\%$；(4) 误差小，更环保（合理即可）
【知识点】
空气的组成、测定空气中氧气含量、铁的锈蚀
【点评】
本题以项目式探究为背景，结合铁锈蚀的性质测定空气中氧气含量，考查实验原理、误差分析和方案评价，注重对实验探究能力的考查，难度适中。
【难度系数】
0.6