Co
xFe
3-xO
4磁粉是一种比较好的高矫顽力磁粉。工业上以FeSO
4为原料制备Co
xFe
3-xO
4的主要步骤如下:

(1)步骤①是在FeSO
4溶液中加入NaOH溶液,在40℃下搅拌生成FeOOH晶种。生成晶种的化学方程式为
;
(2)步骤②将晶种移到放有FeSO
4溶液和铁皮的生长槽中,升温到60℃,吹入空气,待晶种长大到一定尺寸后,过滤、水洗、干燥,得FeOOH粉末。生长槽中放入铁皮的目的是
,吹入空气的作用为
。
(3)步骤③将FeOOH在200~300℃下加热脱水,生成红色Fe
2O
3。实验室完成该操作需要下列仪器中的
(填字母)。
a.蒸发皿 b.烧杯 c.坩埚 d.泥三角 e.酒精灯
(4)步骤④通入H
2,加热至300~400℃,生成Fe
3O
4。通入H
2前要向加热炉中通入N
2,其作用为
。
(5)步骤⑤加入CoSO
4溶液,所得粗产品经过滤、洗涤、干燥即得成品。检验粗产品洗涤干净的实验操作和现象是
。
(6)某研究小组欲用锂离子电池正极废料(含LiCoO
2、铝箔、铁的氧化物)制备CoSO
4·7H
2O晶体。下表列出了相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0 mol·L
-1计算)。
金属离子
| 开始沉淀的pH
| 沉淀完全的pH
|
Fe3+
| 1.1
| 3.2
|
Fe2+
| 5.8
| 8.8
|
Co2+
| 6.9
| 9.4
|
请完成下列实验步骤(可选用的试剂:H
2O
2、稀硝酸、稀硫酸、NaOH溶液):
①用N-甲基吡咯烷酮在120℃下浸洗正极废料,使LiCoO
2与铝箔分离,得到LiCoO
2粗品并回收铝。
②
。
③向所得粗品CoSO
4溶液中加入NaOH溶液,调节pH约为5,过滤。
④
。
⑤将Co(OH)
2沉淀溶于稀硫酸中,蒸发浓缩、降温结晶,得到CoSO
4·7H
2O晶体。