五氧化二钒广泛用于冶金、化工等行业,主要用于冶炼钒铁.用作合金添加剂,占五氧化二钒总消耗量的80%以上,其次是用作有机化工的催化剂,为了增加V
2O
5的利用率,我们从废钒催化剂(主要成分V
2O
5,VOSO
4,K
2SO
4,SiO
2和Fe
2O
3等)中回收V
2O
5的一种生产工艺流程示意图如下:

部分含钒物质在水中的溶解性如下,回答下列问题:
物质
| VOSO4
| V2O5
| NH4VO3
| (VO2)2SO4
|
溶解牲
| 可溶
| 难溶
| 难溶
| 易溶
|
(l)①中废渣的主要成分是____;①中V
2O
5发生反应的离子方程式为_____________。
(2)②,③中的变化过程可简化为(下式中的R表示VO
2+或Fe
3+,HA表示有机萃取剂的主要成分):R
2(SO
4)
n(水层)+2nHA(有机层)

2RA(有机层)+nH
2SO
4(水层)。②中萃取时必须加入适量碱,其原因是________________;实验室进行萃取操作主要使用的玻璃仪器为________________。
(3)实验室用的原料中V
2O
5占6%(原料中的所有钒已换算成V
2O
5)。取l00g该废钒催化剂按工业生产的步骤进行实验,当加入100 mL0.1mol/L的KC1O
3溶液时,溶液中的钒恰好被完全处理,假设以后各步钒没有损失,则该实验中钒的回收率是____(己知V
2O
5的相对分子质量为182)。
(4) 25℃时,取样进行试验分析,得到钒沉淀率和溶液pH之间的关系如下表:
pH
| 1.3
| 1.4
| 1.5
| 1.6
| 1.7
| 1.8
| 1.9
| 2.0
| 2.1
|
钒沉淀率/%
| 88.1
| 94.8
| 96.5
| 98.0
| 98.8
| 98.6
| 96.4
| 93.1
| 89.3
|
试判断在实际生产时,⑤中加入氨水调节溶液的最佳pH为_________;若钒沉淀率为93.1%时不产生Fe( OH)
3沉淀,则此时溶液中c(Fe
3+)=_________。(已知:25℃时k[Fe(OH)
3]=2.6×l0
-39.)