钒广泛应用于钢铁工业，钒的氧化物在化学工业常用作催化剂。某沉钒废水(含Al³⁺、Fe²⁺、VO²⁺)钒含量约为2%。从该沉钒废水中分离出铁元素并制备V₂O₅的流程如下所示：

已知：①钒元素的存在形态较多，部分四价钒和五价钒物种的分布分数与pH的关系如图所示。

②Fe(OH)₂完全沉淀的pH为8.4；VO(OH)₂完全溶解的pH约为11。

③吉布斯自由能(∆G)可以用来判断反应进行的方向。一个反应的∆G越小，反应发生的可能性越大。