工業(yè)上用含三價釩（V₂O₃）為主的某石煤為原料（含有Al₂O₃、CaO等雜質(zhì)），鈣化法焙燒制備V₂O₅，其流程如土：

【資料】：+5價釩在溶液中的主要存在形式與溶液pH的關系：

pH	4～6	6～8	8～10	10～12
主要離子	VO + 2	VO - 3	V2 O 4 - 7	VO 3 - 4

（1）焙燒：向石煤中加生石灰焙燒，將V₂O₃轉化為Ca（VO₃）₂的化學方程式是

CaO+O₂+V₂O₃

高溫

Ca（VO₃）₂

CaO+O₂+V₂O₃

高溫

Ca（VO₃）₂

。
（2）酸浸：
①Ca（VO₃）₂難溶于水，可溶于鹽酸。若焙砂酸浸時溶液的pH=4，Ca（VO₃）₂溶于鹽酸的離子方程式是

Ca（VO₃）₂+4H⁺=2

VO

+

2

+Ca²⁺+2H₂O

Ca（VO₃）₂+4H⁺=2

VO

+

2

+Ca²⁺+2H₂O

。
②酸度對釩和鋁的溶解量的影響如圖所示：

酸浸時溶液的酸度控制在大約3.2%，根據(jù)圖推測，酸浸時不選擇更高酸度的原因是

酸度大于3.2%時，釩的溶解量增大不明顯，而鋁的溶解量增大程度更大

酸度大于3.2%時，釩的溶解量增大不明顯，而鋁的溶解量增大程度更大

。
（3）轉沉：將浸出液中的釩轉化為NH₄VO₃固體，其流程如圖：

①浸出液中加入石灰乳的作用是

調(diào)節(jié)pH，并提供Ca²⁺，形成Ca₃（VO₄）₂沉淀（富集釩元素）

調(diào)節(jié)pH，并提供Ca²⁺，形成Ca₃（VO₄）₂沉淀（富集釩元素）

。
②已知CaCO₃的溶解度小于Ca₃（VO₄）₂。向Ca₃（VO₄）₂沉淀中加入（NH₄）₂CO₃溶液，可使釩從沉淀中溶出。結合化學用語，用平衡移動原理解釋其原因：

Ca₃（VO₄）₂的濁液中存在平衡：Ca₃（VO₄）₂（s）?3Ca²⁺（aq）+2

VO

3

-

4

（aq），（NH₄）₂CO₃溶液中的

CO

2

-

3

與Ca²⁺結合生成更難溶的CaCO₃沉淀，c（Ca²⁺）降低，平衡正向移動，使釩從沉淀中溶出

Ca₃（VO₄）₂的濁液中存在平衡：Ca₃（VO₄）₂（s）?3Ca²⁺（aq）+2

VO

3

-

4

（aq），（NH₄）₂CO₃溶液中的

CO

2

-

3

與Ca²⁺結合生成更難溶的CaCO₃沉淀，c（Ca²⁺）降低，平衡正向移動，使釩從沉淀中溶出

。
③向（NH₄）₃VO₄溶液中加入NH₄Cl溶液，控制溶液的pH=7.5。當pH＞8時，NH₄VO₃的產(chǎn)量明顯降低，原因是

當pH＞8時，釩的主要存在形式不是

VO

-

3

當pH＞8時，釩的主要存在形式不是

VO

-

3

。
（4）測定產(chǎn)品中V₂O₅的純度：稱取ag產(chǎn)品，先用硫酸溶解，得到（VO₂）₂SO₄溶液。再加入b₁mLc₁mol?L^-1（NH₄）₂Fe（SO₄）₂溶液（

VO

+

2

+2H⁺+Fe²⁺═VO²⁺+Fe³⁺+H₂O）。最后用c₂mol?L^-1KMnO₄溶液滴定過量的（NH₄）₂Fe（SO₄）₂至終點，消耗KMnO₄溶液的體積為b₂mL。已知MnO₄被還原為Mn²⁺，假設雜質(zhì)不參與反應。則產(chǎn)品中V₂O₅的質(zhì)量分數(shù)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的摩爾質(zhì)量：182g?mol^-1）
（5）全釩液流電池是具有發(fā)展前景的、用作儲能系統(tǒng)的蓄電池，已知放電時V²⁺發(fā)生氧化反應，電池原理（電解液中含H₂SO₄）如圖：

①a是

正極

正極

（填“正極”或“負極”）。
②該蓄電池反應方程式為

2V²⁺+

VO

+

2

+2H⁺

充電

放電

VO²⁺+2V³⁺+H₂O

2V²⁺+

VO

+

2

+2H⁺

充電

放電

VO²⁺+2V³⁺+H₂O

（標出“充電”“放電”方向）。