8. B (2024·四川成都)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.红磷的着火点是240℃,白磷的着火点是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。
【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1装置测出氧气约占空气体积的$\frac{1}{5}$。

(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,产生该现象的原因是。
【设计与实验】
设计并利用图2装置测空气里氧气含量。
(2)主要步骤如下,正确的顺序为(填序号)。
①弹簧夹夹紧胶皮管;
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
(3)实验结束,集气瓶中剩余气体的主要成分是。
【优化与实验】
同学们利用图2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3装置进行实验,记录并处理数据分别如图4、图5。

(4)图4中氧气含量从8.05%上升到9.26%,原因可能是。
(5)图5中BC段压强增大,原因是;计算白磷消耗的氧气占空气体积的%(精确到0.01%)。
【反思与交流】
(6)图2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。
(7)上述实验中汞、白磷和五氧化二磷有毒,对环境“不友好”,结合实验原理和试剂弊端,可选择的替代试剂有(写一种)。

8.(1)汞液面上升 汞与氧气反应,钟罩内气体减少,气压减小 (2)④①③② (3)氮气 (4)反应结束后,温度下降,气体逐渐混合均匀 (5)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 (6)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,温度降低到红磷着火点以下,红磷熄灭,所以氧气消耗不完 (7)铜粉
点拨:(1)汞和氧气反应生成氧化汞固体,导致钟罩内气体减少,气压减小,则玻璃钟罩内的现象是汞液面上升;(2)该实验的正确的顺序是检查装置气密性,在集气瓶中加入少量水,将水面上方空间分成5等份,用弹簧夹夹紧胶皮管,点燃红磷后立即伸入瓶中并塞紧塞子,红磷熄灭并冷却后,打开弹簧夹,则正确的顺序为④①③②。(3)空气主要由氮气和氧气组成,红磷燃烧消耗了氧气,则实验结束,集气瓶中剩余气体的主要成分是氮气。(4)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。(5)磷燃烧放热,温度升高,装置内压强增大,同时磷燃烧消耗氧气,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,所以图5中BC段压强增大;磷消耗的氧气占空气体积的(103.15kPa-83.17kPa)/103.15kPa×100%≈19.37%;(6)红磷燃烧放热,但反应一段时间后,氧气浓度下降到一定程度,燃烧放出的热量减少,温度降低到红磷着火点以下,红磷熄灭,导致不能将氧气消耗完;(7)铜粉在空气中加热生成氧化铜固体,不会造成空气污染,可选择的替代试剂有铜粉。