题目内容
【题目】钴铁氧体（CoFe2O4）不仅是重要的磁性材料、磁致伸缩材料，还是重要的锂离子电池负极材料。工业上，可以由废旧锂钴电池正极材料（主要含Fe、Al、硅等杂质）回收钴，再用电化学法制得CoFe2O4。其流程如图所示（过程中所加试剂均足量）
Ⅰ．废旧电池中钴的回收
（1）写出过程②中LiCoO2与H2O2发生反应的化学方程式：__________________________。
（2）过程③Na2CO3的主要作用为__________________。
Ⅱ．电解法制得钴铁合金
（3）配制0.050molL1FeSO4和0.025molL1CoSO4的混合溶液，用铜作阴极、石墨作阳极进行电解，获得CoFe2合金。阴极的电极方程式为：___________。
Ⅲ．阳极氧化法制得钴铁氧体
（4）以1.500molL1NaOH溶液作电解液，纯净的钴铁合金（CoFe2）作阳极进行电解，在阳极上获得CoFe2O4薄膜。该电解过程的化学方程式为__________________________。
（5）当电路上有0.4mol电子转移时，阳极电极材料增重质量为3.4g，与理论值不符，其原因可能为_______________。
（6）由废旧锂钴电池制CoFe2O4的现实意义在于：_____（写一条即可）。
【答案】2LiCoO2+H2O2+3H2SO4=2CoSO4+O2↑+ Li2SO4+4H2O 调节pH，使Fe3+沉淀分离 Co2++2Fe2++6e-=CoFe2 CoFe2+4H2O
CoFe2O4+4H2↑ 电极上同时生成了Co和Fe的氢氧化物 合理利用废弃物；变废为宝；减少重金属污染
【解析】
⑴过程②中LiCoO2与H2O2发生反应生成硫酸钴、硫酸锂和氧气。
⑵过程③中含有铁杂质，因此在③过程中主要通过调节溶液的pH值除去铁杂质。
⑶阴极上铜离子和亚铁离子失去电子变为CoFe2合金。
⑷纯净的钴铁合金（CoFe2）和水在阳极进行电解得到CoFe2O4薄膜。
⑸当电路上有0.4mol电子转移时，应该有0.2mol氧，即质量为3.2g，阳极电极材料增重质量为3.4g，与理论值不符，其原因可能为铁和钴生成氢氧化物。
⑹由废旧锂钴电池制CoFe2O4的现实意义在于：合理利用废弃物；变废为宝；减少重金属污染。
⑴过程②中LiCoO2与H2O2发生反应生成硫酸钴、硫酸锂和氧气，其化学方程式2LiCoO2+ H2O2 +3H2SO4=2CoSO4+O2↑+ Li2SO4+4H2O，故答案为：2LiCoO2+H2O2+3H2SO4 = 2CoSO4 +O2↑+ Li2SO4+4H2O。
⑵过程③中含有铁杂质，因此在③过程中主要除去铁杂质，通过调节溶液的pH值，过程③Na2CO3的主要作用为调节pH，使Fe3+沉淀分离，故答案为：调节pH，使Fe3+沉淀分离。
⑶配制0.050molL1FeSO4和0.025molL1CoSO4的混合溶液，用铜作阴极、石墨作阳极进行电解，获得CoFe2合金，阴极上铜离子和亚铁离子失去电子变为CoFe2合金，其电极方程式为：Co2++2Fe2++6e-=CoFe2，故答案为：Co2++2Fe2++6e-=CoFe2。
⑷以1.500molL1NaOH溶液作电解液，纯净的钴铁合金（CoFe2）作阳极进行电解，在阳极上获得CoFe2O4薄膜。该电解过程的化学方程式为CoFe2+4H2O
CoFe2O4+4H2↑，故答案为：CoFe2+4H2O CoFe2O4+4H2↑。
⑸当电路上有0.4mol电子转移时，应该有0.2mol氧，即质量为3.2g，阳极电极材料增重质量为3.4g，与理论值不符，其原因可能为铁和钴生成氢氧化物，故答案为：电极上同时生成了Co和Fe的氢氧化物。
⑹由废旧锂钴电池制CoFe2O4的现实意义在于：合理利用废弃物；变废为宝；减少重金属污染，故答案为：合理利用废弃物；变废为宝；减少重金属污染。
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