Co
xFe
3-xO
4磁粉是一種比較好的高矯頑力磁粉.工業(yè)上以FeSO
4為原料制備Co
xFe
3-xO
4的主要步驟如下:
FeSO
4FeOOH晶種
FeOOH
Fe
2O
3Fe
3O
4Co
xFe
3-xO
4(1)步驟①是在FeSO
4溶液中加入NaOH溶液,在40℃下攪拌生成FeOOH晶種.生成晶種的化學(xué)方程式為
;
(2)步驟②將晶種移到放有FeSO
4溶液和鐵皮的生長(zhǎng)槽中,升溫到60℃,吹入空氣,待晶種長(zhǎng)大到一定尺寸后,過(guò)濾、水洗、干燥,得FeOOH粉末.生長(zhǎng)槽中放入鐵皮的目的是
,吹入空氣的作用為
.
(3)步驟③將FeOOH在200~300℃下加熱脫水,生成紅色Fe
2O
3.實(shí)驗(yàn)室完成該操作需要下列儀器中的
(填字母).
a.蒸發(fā)皿 b.燒杯 c.坩堝 d.泥三角 e.酒精燈
(4)步驟④通入H
2,加熱至300~400℃,生成Fe
3O
4.通入H
2前要向加熱爐中通入N
2,其作用為
.
(5)步驟⑤加入CoSO
4溶液,所得粗產(chǎn)品經(jīng)過(guò)濾、洗滌、干燥即得成品.檢驗(yàn)粗產(chǎn)品洗滌干凈的實(shí)驗(yàn)操作和現(xiàn)象是
.
(6)某研究小組欲用鋰離子電池正極廢料(含LiCoO
2、鋁箔、鐵的氧化物)制備CoSO
4?7H
2O晶體.下表列出了相關(guān)金屬離子生成氫氧化物沉淀的pH(開(kāi)始沉淀的pH按金屬離子濃度為1.0mol?L
-1計(jì)算).
金屬離子 | 開(kāi)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 |
請(qǐng)完成下列實(shí)驗(yàn)步驟(可選用的試劑:H
2O
2、稀硝酸、稀硫酸、NaOH溶液):
①用N-甲基吡咯烷酮在120℃下浸洗正極廢料,使LiCoO
2與鋁箔分離,得到LiCoO
2粗品并回收鋁.
②
.
③向所得粗品CoSO
4溶液中加入NaOH溶液,調(diào)節(jié)pH約為5,過(guò)濾.
④
.
⑤將Co(OH)
2沉淀溶于稀硫酸中,蒸發(fā)濃縮、降溫結(jié)晶,得到CoSO
4?7H
2O晶體.