二百多年前，法国化学家拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分。他把少量的汞放在密闭的容器里连续加热 12 天，发现有一部分的银白色液态汞变成了红色粉末，同时容器里的空气的体积差不多减少了 1/5。他研究...

二百多年前，法国化学家拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分。他把少量的汞放在密闭的容器里连续加热 12 天，发现有一部分的银白色液态汞变成了红色粉末，同时容器里的空气的体积差不多减少了 1/5。他研究了剩余 4/5 体积的气体，发现这部分气体既不能供给呼吸，也不能支持燃烧，他认为这部分气体全部都是氮气(拉丁文原意是“不能维持生命”)。拉瓦锡又把在汞表面上所生成的红色粉末收集起来，放在另一个较小的容器里再加强热，得到了汞和氧气，而且氧气的体积恰好等于密闭容器里所减少的体积，他把得到的氧气加到前一个容器里剩下的 4/5 体积的气体中，结果所得气体跟空气的性质完全一样。通过这个实验，拉瓦锡得出了“空气由氧气和氮气组成，其中氧气约占空气总体积的 1/5”的结论。
问题：
(1)运用上述材料可以培养学生哪些科学精神?(3 分] (2)空气对人类生活具有重要作用，造成空气质量变差的原因有哪些?(3 分)化学教师应如何教育学生保护我们周围的空气?(2 分) (3)图 2 是一个仿照拉瓦锡研究空气成分的实验，该实验利用红磷燃烧测定空气中氧气的含量，图 2 中的集气瓶内有少量水，且水面上方空间分为 5 等份。请说明该实验的操作过程，并写出反应的化学方程式。(5 分)

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参考解析: (1)拉瓦锡研究空气成分的事迹体现了化学家勇于怀疑的精神。拉瓦锡敢于怀疑统治化学界百年之久的“燃素说”，才发现了空气中的氧气和氮气。拉瓦锡研究空气成分的事迹体现了化学家求真务实的精神。拉瓦锡坚持实践观念，以实践活动为基础，以科学实验作为检验理论正确与否的标准。拉瓦锡研究空气成分的事迹体现了继承创新的精神。拉瓦锡是在前人研究的基础上继续研究，从而得出空气是由氮气和氧气组成的结论。 (2)造成空气质量变差的原因有天然因素和人为因素两大类。天然因素是由自然界自身原因引起的，如火山爆发、森林火灾等；人为因素有很多，如工业废气、汽车尾气的排放，生活炉灶的燃烧，秸秆焚烧等。教师培养学生如何保护我们周围的空气，可以让学生从自我做起，多植树、种植花草，及时关闭家用电器、少开电器等；还可以让学生进行环保宣传：少用化石燃料，推行绿色出行，少开车、多走路、多骑车等。 (3)实验步骤：①在集气瓶内加入少量水，将集气瓶中的水面上方的容积分为 5 等份并做记号；②用弹簧夹夹紧乳胶管，点燃燃烧匙内的红磷后，立即伸入瓶中，然后立刻塞紧塞子，观察红磷燃烧的现象；③待红磷熄灭并冷却至室温后，打开弹簧夹，观察实验结果。
化学方程式：