18.将光亮的铜片放在酒精灯火焰上灼烧，表面会变黑，某化学兴趣小组对黑色物质的来源产生了兴趣。
Ⅰ.【提出问题】铜片表面黑色物质是什么呢？
【猜想与假设】
小明认为:铜片表面的黑色固体是炭黑。
小亮认为:铜片表面的黑色固体可能是空气中的氧气与铜反应生成的新物质。
小玲认为:铜片表面的黑色固体既有炭黑又有氧气与铜反应生成的新物质。
【查阅资料】
①酒精不充分燃烧会产生炭黑。
②氧气的化学性质比较活泼，在加热条件下能与金属铜反应生成黑色的氧化铜。
③炭黑难溶于水，不溶于稀硫酸且不与稀硫酸反应，氧化铜能与稀硫酸反应形成蓝色溶液。
④铜片不能与稀硫酸反应。
【实验设计】
(1)填写下表。

【反思拓展】
(2)实验一将铜片放入试管中加热，目的是排除酒精不充分燃烧会产生炭黑干扰。
(3)实验二放入到装有氮气的试管中的目的是。
(4)证明黑色物质不是炭黑，你还可以采用的实验方法是。
Ⅱ.小强通过这个实验，认为也可以利用铜进行空气中氧气体积含量的测量。小强采用如图所示的装置进行实验:在由两个注射器组成的密闭系统中留有25mL空气，给装有细铜丝的玻璃管加热，同时缓慢推拉两个注射器活塞，至玻璃管内的铜丝在较长时间内无进一步变化时停止加热，待冷却至室温，将气体全部推至一个注射器内，观察密闭系统内空气体积变化。

(5)在实验加热过程中，交替缓慢推动两个注射器活塞的目的是。
(6)小强测得实验结果如下:

由此数据可以推算出他测定的空气中氧气的体积分数偏小，造成该实验出现误差的原因可能是。

18. (1) 小亮 (3) 使铜片不与氧气接触 (4) 取少量黑色固体于试管中，滴加足量稀硫酸，振荡后黑色固体全部溶解，溶液变成蓝色 (5) 使空气中的氧气与铜丝充分反应 (6) 加入的铜丝量太少或装置漏气或装置没有冷却至室温就读数(合理即可)

【分析】
本题围绕铜片灼烧后黑色物质的探究及空气中氧气体积含量的测定展开，需结合查阅的资料、实验设计的目的逐一分析：首先通过对比实验排除酒精炭黑、氧气的干扰，确定黑色物质的成分；再根据铜与氧气反应的原理分析测定氧气体积分数实验的操作目的和误差原因。
【解析】
(1) 实验一将铜片放入试管中加热，试管内无酒精不充分燃烧产生的炭黑，最终铜片表面仍有黑色物质，说明该黑色物质是氧气与铜反应生成的氧化铜，对应小亮的猜想。
(3) 实验二将铜片放入装有氮气的试管中，氮气化学性质稳定，目的是使铜片不与氧气接触，排除氧气对黑色物质生成的干扰。
(4) 根据资料，氧化铜能与稀硫酸反应形成蓝色溶液，炭黑不与稀硫酸反应，因此证明黑色物质不是炭黑的方法是：取少量黑色固体于试管中，滴加足量稀硫酸，振荡后黑色固体全部溶解，溶液变成蓝色。
(5) 交替缓慢推动两个注射器活塞，可使密闭系统内的空气流动，让空气中的氧气与铜丝充分接触，确保氧气完全反应。
(6) 测定空气中氧气体积分数偏小，可能是加入的铜丝量太少，无法将氧气完全消耗；或装置漏气，冷却后外界空气进入；或装置未冷却至室温就读数，气体膨胀导致剩余体积偏大，氧气占比计算偏小。
【答案】
(1) 小亮；(3) 使铜片不与氧气接触；(4) 取少量黑色固体于试管中，滴加足量稀硫酸，振荡后黑色固体全部溶解，溶液变成蓝色；(5) 使空气中的氧气与铜丝充分反应；(6) 加入的铜丝量太少或装置漏气或装置没有冷却至室温就读数(合理即可)
【知识点】
金属的化学性质、空气中氧气含量的测定、酸的化学性质
【点评】
本题通过实验探究的形式，考查学生对铜的化学性质、酸与金属氧化物的反应、空气中氧气体积测定原理的掌握，要求学生能结合资料分析实验设计的目的和误差原因，培养实验分析与推理能力。
【难度系数】
0.5