15. 某化学小组在实验室里制取 $H_{2}$ 时用到了以下装置。请回答下列问题。

(1)仪器①的名称是；装置 B 中发生反应的化学方程式为。
(2)能用装置 D 收集 $H_{2}$ 的原因是；要想得到纯度较高的氢气应该用装置收集；如果想得到平稳的氢气流，应该选用的发生装置是。
(3)如果用装置 F 来收集氢气，气体应该从（选填“a”或“b”）导管口通入。
(4)在装置 B 中，通过拉动铜丝可以控制底部破损的小试管的升降，这样做的主要目的是。

15. (1)分液漏斗 $\mathrm{Zn}+\mathrm{H}_2\mathrm{SO}_4=\mathrm{ZnSO}_4+\mathrm{H}_2\uparrow$ (2)$\mathrm{H}_2$的密度比空气小,且不与空气中的成分发生反应 E A (3)b (4)随时控制反应的发生或停止

【分析】
本题围绕实验室制取氢气的实验装置展开，需结合常见仪器名称、氢气的性质、制取装置的特点等知识点逐一分析：
（1）先识别仪器①的名称，再根据装置B的反应物（锌和稀硫酸）书写反应方程式；
（2）装置D为向下排空气法，需依据氢气密度和稳定性分析适用原因；排水法收集的气体纯度更高，据此选收集装置；要得到平稳氢气流，需能控制反应速率，对应合适的发生装置；
（3）装置F为多功能瓶，根据氢气密度比空气小的特点确定进气口；
（4）装置B通过铜丝控制小试管升降，可实现反应物的接触与分离，进而控制反应启停。
【解析】
（1）仪器①是分液漏斗；装置B中锌与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，化学方程式为$\ce{Zn + H_{2}SO_{4} = ZnSO_{4} + H_{2}\uparrow}$。
（2）装置D是向下排空气法，能用其收集$\ce{H_{2}}$的原因是$\ce{H_{2}}$的密度比空气小，且不与空气中的成分发生反应；排水法收集的气体纯度更高，故选择装置E；要得到平稳的氢气流，需控制液体滴加速度以控制反应速率，装置A中的分液漏斗可实现该操作，因此选用发生装置A。
（3）氢气密度比空气小，用装置F收集时，气体应从短导管（b口）通入，空气从长导管（a口）排出。
（4）拉动铜丝可控制底部破损的小试管升降，使锌粒与稀硫酸接触或分离，从而随时控制反应的发生或停止。
【答案】
(1) 分液漏斗；$\ce{Zn + H_{2}SO_{4} = ZnSO_{4} + H_{2}\uparrow}$
(2) 氢气的密度比空气小，且不与空气中的成分发生反应；E；A
(3) b
(4) 随时控制反应的发生或停止
【知识点】
实验室制取氢气；气体收集方法；化学方程式书写
【点评】
本题考查实验室制取氢气的基础实验知识，涵盖仪器识别、反应原理、装置选择与改进等内容，注重对实验装置特点的理解，是初中化学实验的核心考点之一，难度适中，需要学生掌握基础实验技能并灵活应用。
【难度系数】
0.5

16. 某化学实验小组实验结束后, 将含有 $CuSO_{4}$、$FeSO_{4}$ 的废液倒入废液缸里, 为回收有关金属和硫酸亚铁,同学们设计了如下实验方案,请回答下列问题。
(1)步骤①的操作是。
(2)固体A的成分为(填化学式)。
(3)步骤①中铁粉必须过量的原因是。
(4)写出步骤①中发生反应的化学方程式:。
(5)可以确定步骤②中加入的稀硫酸已经足量的现象是(填序号)。
A. 有气泡产生
B. 不再产生气泡
C. 不再产生沉淀
(6)若实验过程中的物质损失可以忽略,则最终所得硫酸亚铁的质量(选填“$＞$”“$＜$”或“$=$”)原废液中硫酸亚铁的质量,原因是。

16. (1)过滤
(2)Cu、Fe (3)使硫酸铜完全反应 (4)$\mathrm{Fe}+\mathrm{CuSO}_4=\mathrm{FeSO}_4+\mathrm{Cu}$ (5)B (6)$＞$ 反应过程中生成了硫酸亚铁

【分析】
本题是金属回收的实验题，解题思路如下：首先明确废液含$\ce{CuSO_{4}}$和$\ce{FeSO_{4}}$，要回收金属铜并得到硫酸亚铁。步骤①加入过量铁粉，目的是将废液中的$\ce{CuSO_{4}}$完全置换为铜，分离固体和液体需用过滤操作；固体A为过量的铁粉和生成的铜；步骤②向固体A加足量稀硫酸，是除去固体中的铁粉，利用铁能与稀硫酸反应、铜不反应的性质，判断稀硫酸足量的依据是不再产生气泡；最终合并滤液蒸发得到硫酸亚铁，由于反应过程中生成了新的硫酸亚铁，所以最终质量大于原废液中的硫酸亚铁质量。
【解析】
(1) 步骤①是分离固体和液体混合物，操作是过滤；
(2) 加入过量铁粉，铁与$\ce{CuSO_{4}}$反应生成$\ce{FeSO_{4}}$和$\ce{Cu}$，铁粉过量，故固体A为$\ce{Fe}$和$\ce{Cu}$；
(3) 铁粉过量是为了确保废液中的$\ce{CuSO_{4}}$完全反应，将铜全部置换出来；
(4) 步骤①中铁与硫酸铜发生置换反应，化学方程式为$\ce{Fe + CuSO_{4}=FeSO_{4} + Cu}$；
(5) 稀硫酸与铁反应会产生气泡（氢气），当不再产生气泡时，说明固体中的铁已完全反应，即稀硫酸足量，故选B；
(6) 步骤①生成了硫酸亚铁，步骤②中铁与稀硫酸反应也生成了硫酸亚铁，因此最终所得硫酸亚铁的质量大于原废液中硫酸亚铁的质量。
【答案】
(1) 过滤
(2) $\ce{Cu}$、$\ce{Fe}$
(3) 使硫酸铜完全反应
(4) $\ce{Fe + CuSO_{4}=FeSO_{4} + Cu}$
(5) B
(6) $＞$；反应过程中生成了硫酸亚铁
【知识点】
金属的化学性质；过滤操作；化学方程式书写
【点评】
本题结合金属活动性顺序考查物质的分离与提纯，重点考查学生对铁、铜化学性质的理解，以及实验操作和现象的分析能力，是初中化学金属部分的典型题型。
【难度系数】
0.6

17. 学习小组同学利用如图所示实验,回收实验室废弃的铜粉与铁粉混合物中的铜粉。请完成下列分析及计算。
(1)反应生成氢气的质量是g。
(2)计算上述实验回收铜粉的质量。(写出计算过程,忽略回收过程中铜粉的损失)

17. (1)0.4 (2)解:设铜粉与铁粉混合物中铁粉的质量为$x$。
$\mathrm{Fe}+\mathrm{H}_2\mathrm{SO}_4=\mathrm{FeSO}_4+\mathrm{H}_2\uparrow$
56 2
$x$ $0.4\ \mathrm{g}$
$\dfrac{56}{2}=\dfrac{x}{0.4\ \mathrm{g}}$
$x=11.2\ \mathrm{g}$
铜粉与铁粉混合物中铜粉的质量为$30\ \mathrm{g}-11.2\ \mathrm{g}=18.8\ \mathrm{g}$
答:上述实验回收铜粉的质量为$18.8\ \mathrm{g}$。

【分析】
铜粉与铁粉的混合物中，铁可与稀硫酸反应生成氢气，铜不反应。根据质量守恒定律，反应前后总质量的差值就是生成氢气的质量；再通过铁与稀硫酸反应的化学方程式，由氢气质量计算铁粉质量，最后用混合物总质量减去铁粉质量，即可得到回收铜粉的质量。
【解析】
(1) 根据质量守恒定律，反应前总质量为$30\ \mathrm{g}$（混合物）+$100\ \mathrm{g}$（稀硫酸）=$130\ \mathrm{g}$，反应后烧杯内总质量为$129.6\ \mathrm{g}$，因此生成氢气的质量为：$130\ \mathrm{g} - 129.6\ \mathrm{g} = 0.4\ \mathrm{g}$。
(2) 设混合物中铁粉的质量为$x$。
$\mathrm{Fe} + \mathrm{H}_2\mathrm{SO}_4 = \mathrm{FeSO}_4 + \mathrm{H}_2\uparrow$
$56$ $2$
$x$ $0.4\ \mathrm{g}$
$\dfrac{56}{2} = \dfrac{x}{0.4\ \mathrm{g}}$
解得：$x = 11.2\ \mathrm{g}$
回收铜粉的质量为：$30\ \mathrm{g} - 11.2\ \mathrm{g} = 18.8\ \mathrm{g}$
【答案】
(1) $0.4$；(2) $18.8\ \mathrm{g}$
【知识点】
质量守恒定律、根据化学方程式计算
【点评】
本题结合金属活动性，考查质量守恒定律与化学方程式计算，核心是利用质量差求氢气质量，再通过反应比例计算铁粉质量，进而得到铜粉质量，属于基础计算题型，解题思路清晰。
【难度系数】
0.6