阅读下列素材，回答有关问题。
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?
(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?化学教师应如何教育学生保护我们周围的空气?
(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。