CoxFe3－xO4磁粉是一种比较好的高矫顽力磁粉。工业上以FeSO4为原料制

Co_xFe_3－xO₄磁粉是一种比较好的高矫顽力磁粉。工业上以FeSO₄为原料制备Co_xFe_3－xO₄的主要步骤如下：

FeSO₄FeOOH晶种FeOOHFe₂O₃Fe₃O₄Co_xFe_3－xO₄

(1)步骤①是在FeSO₄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FeSO₄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Fe₂O₃。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H₂，加热至300～400 ℃，生成Fe₃O₄。通入H₂前要向加热炉中通入N₂，其作用为___________________________________。

(5)步骤⑤加入CoSO₄溶液，所得粗产品经过滤、洗涤、干燥即得成品。检验粗产品是否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LiCoO₂、铝箔、铁的氧化物)制备CoSO₄·7H₂O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)：

请完成下列实验步骤(可选用的试剂：H₂O₂、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LiCoO₂与铝箔分离，得到LiCoO₂粗品并回收铝。

②_________________________________________________________。

③向所得粗品CoSO₄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CoSO₄·7H₂O晶体。

【详细分析】(3)200～300 ℃下加热脱水，属于高温灼烧，使用坩埚、泥三角、酒精灯。(5)检验洗涤液中是否有SO即可。(6)溶解(酸溶)→氧化Fe^2＋→NaOH溶液调pH沉淀Fe^3＋→用NaOH溶液沉淀滤液中Co^2＋→酸溶Co(OH)₂→获取CoSO₄·7H₂O晶体。

答案　(1)4FeSO₄＋8NaOH＋O₂4FeOOH＋4Na₂SO₄＋2H₂O

(2)消耗硫酸，生成FeSO₄　氧化硫酸亚铁生成FeOOH，使晶种生长

(3)cde

(4)除去空气，防止氢气与氧气混合发生爆炸

(5)取最后一次洗涤滤出液少许于试管中，滴加氯化钡溶液，如果不产生白色沉淀，则表明已洗涤干净

(6)②用稀硫酸溶解LiCoO₂，并加入过量H₂O₂　④向③所得滤液中加入NaOH溶液，调节pH至9.4，过滤，洗涤得到Co(OH)₂沉淀