工业上用含三价钒（V₂O₃）为主的某石煤为原料（含有Al₂O₃、SiO₂、Fe₂O₃等杂质），低温硫酸化焙烧-水浸工艺制备V₂O₅，其流程如图：
资料：
ⅰ．VOSO₄高温易分解
ⅱ．含磷有机试剂对溶液中离子萃取能力为Fe（Ⅲ）＞V（Ⅳ）＞V（Ⅴ）＞Fe（Ⅱ）
ⅲ．含磷有机试剂萃取过程中溶液的H⁺浓度越高，萃取率越低，萃取钒效果越差．
ⅳ．10

VO

+

2

+8H₂O⇌H₂V₁₀

O

4

-

28

+14H⁺
ⅴ．氢氧化物完全沉淀时溶液的pH表

沉淀物	Fe（OH）3	Fe（OH）2	Al（OH）3
完全沉淀	3.2	9.0	4.7

（1）焙烧过程中向石煤中加硫酸焙烧，将V₂O₃转化为VOSO₄的化学方程式是

2V₂O₃+O₂+4H₂SO₄=4VOSO₄+4H₂O

2V₂O₃+O₂+4H₂SO₄=4VOSO₄+4H₂O

．
（2）预处理过程中先加入Na₂SO₃溶液进行还原预处理，加入Na₂SO₃溶液的第一个作用是将V（Ⅴ）还原为V（Ⅳ）减少钒的损失，再用氨水混合并调节溶液pH．
①请结合相关离子方程式，说明加入Na₂SO₃的第二个作用

Fe³⁺还原为Fe²⁺

Fe³⁺还原为Fe²⁺

．
②解释加氨水调节pH≈5的原因是

使Al³⁺完全沉淀，除去Al（OH）₃，提高

VO

+

2

在有机试剂中的萃取率

使Al³⁺完全沉淀，除去Al（OH）₃，提高

VO

+

2

在有机试剂中的萃取率

．
（3）上述Ⅰ的具体操作为

过滤

过滤

．
（4）沉钒过程中先加入NaClO₃进行氧化，再加氨水调节pH，铵盐会将H₂V₁₀

O

4

-

28

中的钒元素以多钒酸铵[（NH₄）₂V₆O₁₆]的形式沉淀．溶液pH值与沉钒率的关系如图，请结合反应原理解释沉钒的pH=2.5的原因是

pH＜2.5，氢离子浓度过高，该平衡逆向移动，不利于形成多钒酸铵沉淀

pH＜2.5，氢离子浓度过高，该平衡逆向移动，不利于形成多钒酸铵沉淀

．

（5）测定产品中V₂O₅的纯度：称取ag产品，先用硫酸溶解，得到（VO₂）₂SO₄溶液．再加入b₁mLc₁mol⋅L^-1（NH₄）₂Fe²（SO₄）₂溶液（

VO

+

2

+2H⁺+Fe²⁺═VO²⁺+Fe³⁺+H₂O）最后用c₂mol⋅L^-1KMnO₄溶液滴定过量的（NH₄）₂Fe（SO₄）₂至终点，消耗KMnO₄溶液的体积为b₂mL．已知

M

n

O

-

4

被还原为Mn²⁺，假设杂质不参与反应．则产品中V₂O₅的质量分数是

91

（

c

1

b

1

-

5

c

2

b

2

）

1000

a

×100%

91

（

c

1

b

1

-

5

c

2

b

2

）

1000

a

×100%

．（V₂O₅的摩尔质量：182g⋅mol^-1）