2025版高考化学一轮总复习第3章金属及其化合物第10讲金属材料与金属的冶炼提能训练

这是一份2025版高考化学一轮总复习第3章金属及其化合物第10讲金属材料与金属的冶炼提能训练，共10页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

1．(2024·河北沧州期末)人类文明的发展和社会的进步与金属材料密切相关，种类繁多的金属材料已成为人类社会发展的重要物质基础。下列有关说法正确的是( A )
A．可通过铝热反应从铁的氧化物中冶炼铁
B．工业上一般通过电解NaCl溶液得到钠单质
C．镁在CO2的气氛中热还原TiCl4制钛
D．古代火烧孔雀石[Cu2(OH)2CO3]炼铜的方法中当转移2 ml电子时，1 ml铜被氧化
[解析] 可用铝与铁的氧化物发生置换反应(即铝热反应)制得铁单质，A项正确；工业上钠单质的制备通常采用电解熔融氯化钠的方法，B项错误；高温下Mg能与CO2发生反应，C项错误；火烧孔雀石[Cu2(OH)2CO3]炼铜的方法中当转移2 ml电子时，0.5 ml碱式碳酸铜被还原，得到1 ml还原产物Cu，D项错误。
2．(2023·江苏南京期末)从海水中提取镁的步骤是将石灰乳加入海水沉淀池中，得到氢氧化镁沉淀，再将氢氧化镁与盐酸反应，得到的溶液蒸发结晶，获得六水合氯化镁晶体(MgCl2·6H2O)，进一步操作得到无水氯化镁，电解熔融氯化镁可获得单质镁。下列有关海水提镁的说法正确的是( B )
A．得到Mg(OH)2沉淀的化学方程式：2NaOH＋MgCl2===Mg(OH)2↓＋2NaCl
B．加入盐酸，Mg(OH)2(s)Mg2＋(aq)＋2OH－(aq)平衡正向移动
C．在空气中加热灼烧MgCl2·6H2O可得到无水氯化镁晶体
D．电解熔融氯化镁时金属镁在阳极析出
[解析] 用石灰乳将海水中的镁离子沉淀，而不是NaOH溶液，故A错误；加入盐酸，H＋能中和OH－，使c(OH－)降低，平衡正向移动，故B正确；MgCl2水解为Mg(OH)2和HCl，在空气中加热MgCl2·6H2O时，由于水解是吸热反应，且加热促进HCl的挥发，因此不能得到无水氯化镁晶体，故C错误；电解熔融氯化镁时，镁离子在阴极得到电子成为金属镁析出，故D错误。
3．(2024·福建高考化学模拟卷)央视栏目《国家宝藏》介绍了历史文化知识，彰显了民族自信、文化自信，其中也蕴含着许多化学知识。下列说法错误的是( D )
A．传统鎏金工艺是将金溶于汞中制成“金汞漆”，涂在器物表面，然后加火除汞，鎏金工艺利用了汞的挥发性
B．《吕氏春秋·别类编》中有关于青铜的记载“金(铜)柔锡柔，合两柔则为刚”。“合两柔则为刚”体现了合金的硬度通常大于各组分金属的特点
C．宋·王希孟《千里江山图》卷中的绿色颜料铜绿的主要成分是碱式碳酸铜
D．明代《本草纲目》中记载：“……，惟以糯米，或粳米，……，和曲酿瓮中七日，以甑蒸取”。酒化酶将葡萄糖转化为乙醇时，温度越高反应速率一定越快
[解析] Hg常温下为液体，易挥发，加热除去汞利用了汞的挥发性，A正确；铜和锡的合金硬度较大，合两柔则为刚体现了合金硬度的特点，即合金的硬度通常大于各组分金属的硬度，B正确；铜绿的主要成分是碱式碳酸铜Cu2(OH)2CO3，C正确；温度过高会使酶失去活性，使反应速率变慢，D错误，故选D。
4．如图是部分矿物资源的利用及产品生产流程。下列说法错误的是( D )
A．不可用电解AlCl3的方法制备金属铝
B．生产纯硅的过程中涉及的化学反应都是氧化还原反应
C．黄铜矿冶炼铜时，副产物SO2可用于生产硫酸，FeO可用作冶炼铁的原料
D．硅是光导纤维、太阳能电池和计算机芯片的重要材料
[解析] 氯化铝是共价化合物，熔融的氯化铝不导电，不可电解氯化铝制备铝，电解熔融的氧化铝可以制备金属铝，故A正确；①SiO2＋2Ceq \(=====,\s\up9(高温))Si＋2CO↑反应前后有元素化合价变化，②Si＋2Cl2eq \(=====,\s\up9(高温))SiCl4反应前后有元素化合价变化，③SiCl4＋2H2eq \(=====,\s\up9(高温))Si＋4HCl反应前后有元素化合价变化，所以都是氧化还原反应，故B正确；SO2可以转化成SO3，进而生成H2SO4，FeO与CO在高温下可反应生成Fe，故C正确；光导纤维的主要成分是二氧化硅，不是高纯硅，故D错误。
5．(2023·湖南师大附中一模)用CuCl2·2H2O制取无水CuCl2的实验装置如图所示，下列说法错误的是( D )
A．通入HCl可以抑制CuCl2的水解
B．先滴入浓硫酸，再点燃c处酒精灯
C．硬质玻璃管内部右侧会出现白雾
D．装置d中上层为苯，下层为NaOH溶液
[解析] 氯化铜水解反应为CuCl2＋2H2OCu(OH)2＋2HCl，生成的HCl易挥发，通入HCl可以抑制CuCl2的水解，A正确；CuCl2·2H2O加热失去结晶水必须在HCl的气流中进行，所以先滴入浓硫酸产生HCl气体，使硬质玻璃管中充满HCl气体后再点燃c处酒精灯，B正确；硬质玻璃管内部右侧有生成的水蒸气和通入的HCl，由于HCl极易溶于水，会产生白雾，C正确，HCl极易溶于水，为了防止倒吸，d中下层应为有机溶剂，可以是四氯化碳，上层为氢氧化钠溶液，D错误。
6．加热蒸干氯化镁溶液时因水解不完全会得到一种灰白色沉淀——碱式氯化镁，化学式可表示为Mgx(OH)yClz·nH2O，设计如图装置验证其化学式。下列有关说法不正确的是( A )
A．碱式氯化镁受热分解可以产生氧化镁、氯气和水
B．结束反应时，先停止加热，通一段时间N2后再关闭K
C．①②中依次盛装浓硫酸、氢氧化钠溶液
D．只需称取原样品质量、反应结束后硬质玻璃管中剩余固体质量以及装置①增加的质量即可推出其化学式
[解析] 碱式氯化镁在硬质玻璃管中分解成氧化镁、HCl和水，氧化镁留在硬质玻璃管中，硬质玻璃管中剩余的质量即为分解得到的MgO的质量，水蒸气被①吸收，①增加的质量即为分解产生的水的质量，HCl被②吸收，②中增加的质量即为分解产生的HCl的质量，干燥管中碱石灰的作用是防止空气中的水蒸气和二氧化碳进入装置引起实验误差。碱式氯化镁受热分解的产物为MgO、HCl、H2O，A不正确；反应后继续通入N2，使产生的气体被充分吸收，提高实验的准确性，B正确；①中盛装浓硫酸吸收水分，②中盛装氢氧化钠溶液吸收HCl，C正确；通过称量反应结束后硬质玻璃管中剩余固体质量可知生成MgO的质量，称量装置①增加的质量可知H2O的质量，原样品总质量减去MgO和H2O的质量即为HCl的质量，故可以求算碱式氯化镁的化学式，D正确。
7．从海水的母液中提取金属镁的一种工艺流程如图所示：
下列说法不正确的是( D )
A．步骤①沉镁可加入石灰乳
B．设计步骤①②③的主要目的是富集镁元素
C．步骤④中镁在阴极生成
D．步骤③脱水时，在空气中加热MgCl2·6H2O得到MgCl2
[解析] 步骤①中，将Mg2＋转化为Mg(OH)2沉淀，需加入碱，为降低成本及便于分离提纯，常加入石灰乳，A正确；母液中含有Mg2＋，经过步骤①②③后，仍得到含Mg2＋的溶液，只是Mg2＋的浓度增大，所以设计步骤①②③的主要目的是富集镁元素，B正确；步骤④为电解熔融的氯化镁，Mg2＋得电子生成Mg，所以镁在阴极生成，C正确；MgCl2为挥发性酸的弱碱盐，步骤③脱水时，应设法抑制Mg2＋水解反应的发生，所以应在HCl气流中加热MgCl2·6H2O，D不正确。
8．工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3，还含有杂质SiO2和Fe2O3)提取氧化铝并冶炼Al的操作过程如图，下列说法错误的是( C )
A．在步骤Ⅰ前将铝土矿粉碎可以加速其溶解于稀硫酸
B．生成的滤渣B的化学式为Fe(OH)3
C．步骤Ⅲ发生反应的离子方程式为2AlOeq \\al(－,2)＋CO2＋3H2O===2Al(OH)3↓＋COeq \\al(2－,3)
D．步骤V所消耗的能量是转化过程中最多的
[解析] 在步骤Ⅰ前将铝土矿粉碎，增大铝土矿与稀硫酸的接触面积，可以加速其溶解，故A正确；滤液A中含有硫酸铝、硫酸铁，加入过量氢氧化钠溶液，硫酸铝和过量氢氧化钠反应生成偏铝酸钠，硫酸铁和氢氧化钠反应生成氢氧化铁沉淀，所以滤渣B的化学式为Fe(OH)3，故B正确；步骤Ⅲ是偏铝酸钠和过量二氧化碳反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠，发生反应的离子方程式为AlOeq \\al(－,2)＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCOeq \\al(－,3)，故C错误；步骤Ⅴ是电解熔融氧化铝冶炼金属铝，电解消耗大量电能，故D正确。
9．(2024·湖南张家界期末)从煤灰中提取铝既能缓解我国缺乏铝矿的现状，又能减少煤燃烧产生的污染。煤灰中含Al2O3、SiO2、CaO、Fe2O3等。从煤灰中提取铝的工艺流程如图，下列说法错误的是( D )
A．SiO2可用于制作光导纤维
B．操作1、2、3、4都是过滤
C．X可能为CO2
D．电解氧化铝制金属铝，阳极反应为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑
[解析] 煤灰酸浸时二氧化硅不溶解，过滤得到的溶液1中含有铝离子、钙离子、三价铁离子，加入氟化钠，生成氟化钙沉淀，过滤得到的溶液2中含有铝离子、三价铁离子，加入过量碱生成氢氧化铁和偏铝酸根离子，过滤得到Fe(OH)3沉淀和溶液3，溶液3中含有偏铝酸根离子，通入二氧化碳可以得到氢氧化铝沉淀。SiO2可用于制作光导纤维，A正确；由分析可知操作1、2、3、4都是过滤，B正确；根据题给流程可知通入CO2，制得Al(OH)3沉淀，故X可能为CO2，C正确；电解熔融的氧化铝得到铝和氧气，阳极上氧离子失去电子发生氧化反应，电极反应式为2O2－－4e－===O2↑，D错误。
10．(2023·广东广州期末)某化工集团为减少环境污染，提高资源的利用率，将钛厂、氯碱厂、甲醇厂进行联合生产。其主要生产工艺如下(FeTiO3中Ti元素的化合价为＋4价)：
下列叙述正确的是( C )
A．该流程中只有“电解”“氯化”“合成”涉及氧化还原反应
B．“合成”反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1
C．“氯化”时焦炭和钛铁矿都是还原剂
D．上述流程中“Mg，Ar”可用“Mg，N2”代替
[解析] 由题给流程可知，氯碱厂电解饱和食盐水得到氢气、氯气及烧碱，生成的氯气和焦炭、钛铁矿反应得到FeCl3、TiCl4和CO，TiCl4进入钛厂，用于冶炼Ti，CO和H2进入甲醇厂合成甲醇。题给流程中除“电解”“氯化”“合成”外，Mg还原TiCl4制取Ti也发生氧化还原反应，故A错误；“合成”反应中CO与H2反应生成甲醇，反应的化学方程式为CO＋2H2eq \(=====,\s\up9(一定条件))CH3OH，氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2，故B错误；“氯化”时发生的反应为2FeTiO3＋6C＋7Cl2eq \(=====,\s\up9(一定条件))2FeCl3＋2TiCl4＋6CO，碳元素化合价从0价升高到＋2价，铁元素化合价从＋2价升高到＋3价，则焦炭和钛铁矿都是还原剂，故C正确；Ar与Mg不反应，所以Ar可用作保护气，一定条件下Mg与N2反应生成氮化镁，所以不能用N2作保护气，故D错误。
二、非选择题：本题共4小题。
11．(2024·湖南长沙高三检测)铝是一种重要的金属，在生产、生活中具有许多重要的用途，如图是从铝土矿中制备铝的工艺流程：
已知：①铝土矿的主要成分是Al2O3，此外还含有少量SiO2、Fe2O3等杂质；
②溶液中的硅酸钠与偏铝酸钠反应，能生成硅铝酸盐沉淀，化学反应方程式为2Na2SiO3＋2NaAlO2＋2H2O===Na2Al2Si2O8↓＋4NaOH。
请回答下列问题：
(1)铝土矿中Al2O3与氢氧化钠溶液反应的离子方程式为 Al2O3＋2OH－===2AlOeq \\al(－,2)＋H2O 。
(2)在工艺流程中“酸化”时，加入的最佳物质B是 CO2 ，理由是 CO2过量时氢氧化铝不会溶解，反应易控制，且原料廉价 ，写出酸化过程发生反应的化学方程式： CO2＋NaAlO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋NaHCO3 。
(3)工业上用Al2O3与C、Cl2在高温条件下反应制取AlCl3，理论上每消耗6.0 g碳单质，转移1 ml电子，则反应的化学方程式为 Al2O3＋3C＋3Cl2eq \(=====,\s\up9(高温))2AlCl3＋3CO 。
(4)某同学推测铝与氧化铁发生铝热反应得到的熔融物中还含有Fe2O3，设计了如下方案来验证：取一块该熔融物投入少量稀硫酸中，反应一段时间后，向反应后的混合液中滴加物质甲的溶液，观察溶液颜色的变化，即可证明熔融物中是否含有Fe2O3。
物质甲是 KSCN (填化学式)，请判断该同学设计的实验方案的合理性 不合理 (填“合理”或“不合理”)。原因是 Fe3＋能与Fe、Al反应生成Fe2＋，不能检出Fe3＋ (若合理，则不用填写)。
[解析] (1)铝土矿中Al2O3与NaOH溶液反应生成NaAlO2和H2O，离子方程式为Al2O3＋2OH－===2AlOeq \\al(－,2)＋H2O。
(2)由于Al(OH)3不溶于H2CO3等弱酸，易溶于强酸，故在工艺流程中“酸化”时，常通入过量CO2气体，其优点是Al(OH)3不会溶解，便于控制反应，且原料的价格低廉，反应的化学方程式为CO2＋NaAlO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋NaHCO3。
(3)理论上每消耗6.0 g碳单质(即0.5 ml)，转移1 ml电子，则C元素由0价变为＋2价，据此推测反应产生CO，结合得失电子守恒和原子守恒写出化学方程式：Al2O3＋3C＋3Cl2eq \(=====,\s\up9(高温))2AlCl3＋3CO。
(4)检验溶液中是否含有Fe3＋，常加入KSCN溶液，若溶液变成红色，则含有Fe3＋，否则不含Fe3＋。由于铝热反应所得固体中含有Fe、Al、Al2O3，而Fe3＋具有较强氧化性，可与Fe、Al反应生成Fe2＋，故不能检验出是否含有Fe3＋。
12．(2024·河北衡水高三检测)已知：Mg能在NO2中燃烧，可能产物为Mg3N2、MgO和N2。Mg3N2容易与水反应。
(1)某实验探究小组探究Mg与NO2反应的固体产物成分，对固体产物提出三种假设：
Ⅰ.假设：固体产物为MgO；
Ⅱ.假设： 固体产物为Mg3N2 ；
Ⅲ.假设： 固体产物为MgO和Mg3N2 。
(2)该小组通过如下实验装置来验证Mg在NO2中燃烧的反应产物(夹持装置省略，部分仪器可重复使用)。
①实验装置连接的顺序为 ABCBED (填字母序号)；
②装置B中盛装的试剂可以是 cd (填字母)；
a．浓硫酸 b.碱石灰
c．无水CaCl2 d.五氧化二磷
③确定产物中有N2生成的实验现象为 D中试剂瓶中的水被气体压入烧杯中 。
(3)设计实验证明：产物中存在Mg3N2： 取C中少量反应产物，加入水中产生有刺激性气味的气体，该气体可使湿润的红色石蕊试纸变蓝 。
(4)已知装置C中初始加入Mg粉质量为13.2 g，在足量的NO2中充分燃烧，实验结束后，硬质玻璃管冷却至室温、称量，测得硬质玻璃管中剩余固体的质量为21.0 g，产生N2的体积为1 120 mL(标准状况)。写出玻璃管中发生反应的化学方程式： 11Mg＋4NO2eq \(=====,\s\up9(△))Mg3N2＋8MgO＋N2 。
[解析] (1)根据已知Mg在NO2中燃烧产物的可能性分析判断，Ⅰ.固体产物为MgO；Ⅱ.固体产物为Mg3N2；Ⅲ.固体产物为MgO和Mg3N2。
(2)①A中铜与浓硝酸反应产生二氧化氮，用B中干燥剂干燥后，通入硬质玻璃管C中与镁粉反应，用NaOH溶液除去多余的二氧化氮，最后用排水法收集氮气，为确保C中无水蒸气，在C和E之间也应连接吸水干燥装置，故装置的连接顺序为ABCBED；②二氧化氮不能使用碱性干燥剂来干燥，U形管盛放的干燥剂可以是无水氯化钙或五氧化二磷等，选c、d；③从C中导出的气体通过NaOH溶液吸收NO2后，仍有气体将D中试剂瓶中的水压入烧杯中，则确定产物中有N2生成。
(3)Mg3N2能与水反应生成氨气，氨气是具有刺激性气味的碱性气体，所以取少量反应后的固体产物，加入水中产生有刺激性气味的气体，该气体能使湿润的红色石蕊试纸变成蓝色，则证明产物中有Mg3N2。
(4)13.2 g镁的物质的量为0.55 ml，设生成Mg3N2的物质的量为x ml，MgO的物质的量为y ml，根据镁原子守恒得3x＋y＝0.55 ml，根据固体质量得100x＋40y＝21.0 g，解得x＝0.05，y＝0.4；氮气的物质的量为1.12 L÷22.4 L·ml－1＝0.05 ml，综上分析反应物为Mg和NO2，生成物为Mg3N2、MgO和N2，且物质的量之比为1∶8∶1，所以化学方程式为11Mg＋4NO2eq \(=====,\s\up9(△))Mg3N2＋8MgO＋N2。
13．铜是与人类关系非常密切的有色金属。已知：常温下，在溶液中Cu2＋稳定，Cu＋易在酸性条件下发生反应：2Cu＋===Cu2＋＋Cu。大多数＋1价铜的化合物是难溶物，如Cu2O、CuI、CuCl、CuH等。
(1)在CuCl2溶液中逐滴加入过量KI溶液可能发生以下反应：
a．2Cu2＋＋4I－===2CuI↓(白色)＋I2
b．2Cu2＋＋2Cl－＋2I－===2CuCl↓(白色)＋I2。
为顺利观察到白色沉淀可以加入的最佳试剂是 B (填字母)。
A．SO2 B.苯
C．NaOH溶液 D.乙醇
(2)一定条件下，在CuSO4中加入NH5反应生成氢化亚铜(CuH)。
①已知NH5是离子化合物且所有原子都达到稀有气体的稳定结构，写出NH5的电子式：。
②写出CuH在过量稀盐酸中反应产生气体的离子方程式： 2CuH＋2H＋===Cu2＋＋Cu＋2H2↑ 。
(3)纳米级Cu2O具有特殊的光学、电学及光电化学性质，在太阳能电池、传感器、超导体等方面有着潜在的应用，研究制备纳米氧化亚铜的方法已成为当前的热点研究之一。
方法一：向新制Cu(OH)2浊液中滴入N2H4·H2O水溶液，蓝色沉淀逐渐转化为砖红色，同时产生无色、无味的气体。
①写出上述制备过程中的总反应方程式： 4Cu(OH)2＋N2H4·H2O===2Cu2O＋N2↑＋7H2O 。
方法二：以铜作阳极，石墨作阴极电解。已知：铜作阳极时，铜先被氧化生成Cu＋，后Cu＋继续氧化生成Cu2＋；在碱性溶液中CuCl浊液易转化为Cu2O。
②以NaOH溶液作为电解质溶液时需添加NaCl，其目的是 生成CuCl沉淀，防止Cu＋被氧化成Cu2＋ ，写出阳极电极反应式： Cu＋Cl－－e－===CuCl 。
③写出在碱性溶液中CuCl浊液转化为Cu2O的离子方程式： 2CuCl＋2OH－===Cu2O＋H2O＋2Cl－ 。
④这样制得的Cu2O中往往含有CuCl，请设计实验证明CuCl的存在： 取试样少量于试管中，加入稀硝酸溶解，再加硝酸银溶液，若生成沉淀，则含有CuCl，若无明显现象，则无CuCl(合理答案均可) 。
[解析] (1)碘水是黄褐色的，会影响白色沉淀的观察，可以用苯把碘单质萃取出来，酒精与水以任意比例混溶，因此不能作萃取剂，故答案为B。
(2)①NH5是离子化合物且所有原子都达到稀有气体的稳定结构，即氮原子最外层达到8电子稳定结构，所有氢原子达到2电子稳定结构，所以NH5是由NHeq \\al(＋,4)和H－构成的离子化合物，其电子式为。②CuH溶解在稀盐酸中，CuH中的H－失电子，HCl中的H＋得电子，产生的气体为氢气，酸性溶液中2Cu＋===Cu2＋＋Cu，故离子方程式为2CuH＋2H＋===Cu2＋＋Cu＋2H2↑。
(3)①向新制Cu(OH)2浊液中滴入N2H4·H2O水溶液，蓝色沉淀逐渐转化为砖红色，即氢氧化铜转化成氧化亚铜，同时产生无色、无味的气体；根据化合价变化，铜离子化合价降低被还原，能够被氧化生成无色、无味的气体的可能为N、O元素，由于氧气具有氧化性，不可能生成氧化亚铜，所以该气体只能是氮气，根据得失电子守恒、原子守恒配平反应的化学方程式为4Cu(OH)2＋N2H4·H2O===2Cu2O＋N2↑＋7H2O。②Cu＋易被氧化，添加NaCl是为了使Cu＋生成CuCl沉淀；铜作阳极，石墨作阴极，在含有NaOH的NaCl水溶液中电解，在阳极生成难溶的CuCl，阳极电极反应式为Cu＋Cl－－e－===CuCl。③反应物为CuCl、OH－，生成物为Cu2O，根据质量守恒定律，其他的生成物为水、Cl－，反应的离子方程式为2CuCl＋2OH－===Cu2O＋H2O＋2Cl－。④制得的Cu2O中往往含有CuCl，可以通过检验混合物中是否含有氯离子的方法来检验是否含有CuCl。
14．孔雀石的主要成分是Cu2(OH)2CO3，还含有少量FeCO3及Si的化合物，实验室以孔雀石为原料制备硫酸铜晶体的步骤如下：
(1)步骤Ⅰ中涉及的主要反应用离子方程式表示为 Cu2(OH)2CO3＋4H＋===2Cu2＋＋CO2↑＋3H2O 。
(2)步骤Ⅱ中试剂①是 B (填字母)。
A．KMnO4 B.H2O2
C．Fe D.KSCN
(3)步骤Ⅲ中加入CuO的目的是 消耗酸使溶液pH升高(或调节溶液pH)，便于Fe3＋形成沉淀除去 。
(4)步骤Ⅳ获得硫酸铜晶体，需要经过 加热浓缩(或蒸发浓缩) 、冷却结晶、过滤等操作。
(5)测定硫酸铜晶体(CuSO4·xH2O)中结晶水的x值：称取2.41 g硫酸铜晶体，在坩埚中加热至质量不再改变时，称量粉末的质量为1.6 g。则计算得x＝ 4.5 (计算结果精确到0.1)。
[解析] (1)步骤Ⅰ中涉及的反应有稀硫酸与Cu2(OH)2CO3、FeCO3的反应，主要反应为稀硫酸与Cu2(OH)2CO3反应生成硫酸铜、二氧化碳和水，反应的离子方程式为Cu2(OH)2CO3＋4H＋===2Cu2＋＋CO2↑＋3H2O。
(2)加入试剂①的目的是将亚铁离子氧化为铁离子，便于沉淀除去，所加试剂能氧化亚铁离子且不能引入新的杂质。加入KMnO4溶液能氧化亚铁离子，但会引入钾离子、高锰酸根离子，故A不符合题意；加入H2O2可将亚铁离子氧化为铁离子，过氧化氢被还原为水，不引入杂质，故B符合题意；Fe粉不能氧化亚铁离子，故C不符合题意；加入KSCN溶液不能氧化亚铁离子，故D不符合题意。
(3)步骤Ⅲ中加入CuO的目的是消耗H＋，使铁离子转化为氢氧化铁沉淀而除去。
(4)操作Ⅳ获得硫酸铜晶体，需要经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤等操作。
(5)称取2.41 g硫酸铜晶体，加热至质量不再改变时，称量粉末的质量为1.6 g，即硫酸铜的质量为1.6 g，n(CuSO4)＝eq \f(1.6 g,160 g/ml)＝0.01 ml，水的质量为2.41 g－1.6 g＝0.81 g，n(H2O)＝eq \f(0.81 g,18 g/ml)＝0.045 ml，则1∶x＝0.01 ml∶0.045 ml，x＝4.5。