工业上用含三价钒(V
2O
3)为主的某石煤为原料(含有Al
2O
3、CaO等杂质),钙化法焙烧制备V
2O
5,其流程如下:

(资料):+5价钒在溶液中的主要存在形式与溶液pH 的关系:
pH
| 4~6
| 6~8
| 8~10
| 10~12
|
主要离子
| VO2+
| VO3−
| V2O74−
| VO43−
|
(1)焙烧:向石煤中加生石灰焙烧,将V
2O
3转化为Ca(VO
3)
2的化学方程式是_______________________。
(2)酸浸:
①Ca(VO
3)
2难溶于水,可溶于盐酸。若焙砂酸浸时溶液的pH=4,Ca(VO
3)
2溶于盐酸 的离子方程式是__________。
②酸度对钒和铝的溶解量的影响如下图所示: 酸浸时溶液的酸度控制在大约3.2%,根据右图推测,酸浸时不选择更高酸度的原因是________________________________________。

(3)转沉:将浸出液中的钒转化为NH
4VO
3固体,其流程如下:

①浸出液中加入石灰乳的作用是________________________。
②已知CaCO
3的溶解度小于Ca
3(VO
4)
2。向Ca
3(VO
4)
2沉淀中加入(NH
4)
2CO
3溶液,可使钒从沉淀中溶出。结合化学用语,用平衡移动原理解释其原因:___________________________________。
③向(NH
4)
3VO
4溶液中加入NH
4Cl溶液,控制溶液的pH=7.5。当pH>8时,NH
4VO
3的产量明显降低,原因是_________________________________________。
(4)测定产品中V
2O
5的纯度:称取ag产品,先用硫酸溶解,得到(VO
2)
2SO
4溶液。再加入b
1mL c
1mol·L
−1(NH
4)
2Fe(SO
4)
2溶液(VO
2++2H
++Fe+==VO
2++Fe
3++H
2O)。最后用c
2mol·L
−1KMnO
4溶液滴定过量的(NH
4)
2Fe(SO
4)
2至终点,消耗KMnO
4溶液的体积为b
2mL。已知MnO
4−被还原为Mn
2+,假设杂质不参与反应。则产品中V
2O
5的质量分数是______。(V
2O
5的摩尔质量:182 g·mol
−1)