氫氣是一種清潔能源，綠色環(huán)保制氫技術(shù)研究具有重要意義。
（1）“CuCl-H₂O熱電循環(huán)制氫”經(jīng)過溶解、電解、熱水解和熱分解4個(gè)步驟，其過程如圖所示。

①電解在質(zhì)子交換膜電解池中進(jìn)行。陽極區(qū)為酸性Cu

C

l

-

2

溶液，陰極區(qū)為鹽酸，電解過程中Cu

C

l

-

2

轉(zhuǎn)化為Cu

C

l

2

-

4

。電解時(shí)陽極發(fā)生的主要電極反應(yīng)為

C

u

C

l

-

2

+2Cl^--e^-=

C

u

C

l

2

-

4

C

u

C

l

-

2

+2Cl^--e^-=

C

u

C

l

2

-

4

（用電極反應(yīng)式表示）。
②電解后，經(jīng)熱水解和熱分解的物質(zhì)可循環(huán)使用。在熱水解和熱分解過程中，發(fā)生化合價(jià)變化的元素有

Cu、O

Cu、O

（填元素符號(hào)）。
（2）“Fe-HC

O

-

3

-H₂O熱循環(huán)制氫和甲酸”的原理為：在密閉容器中，鐵粉與吸收CO₂制得的NaHCO₃溶液反應(yīng)，生成H₂、HCOONa和Fe₃O₄；Fe₃O₄再經(jīng)生物柴油副產(chǎn)品轉(zhuǎn)化為Fe。
①實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，在300℃時(shí)，密閉容器中NaHCO₃溶液與鐵粉反應(yīng)，反應(yīng)初期有FeCO₃生成并放出H₂，該反應(yīng)的離子方程式為

Fe+2

HCO

-

3

300

℃

FeCO₃↓+

CO

2

-

3

+H₂↑

Fe+2

HCO

-

3

300

℃

FeCO₃↓+

CO

2

-

3

+H₂↑

。
②隨著反應(yīng)進(jìn)行，F(xiàn)eCO₃迅速轉(zhuǎn)化為活性Fe₃O_4-x，活性Fe₃O_4-x是HC

O

-

3

轉(zhuǎn)化為HCOO^-的催化劑，其可能反應(yīng)機(jī)理如圖所示。根據(jù)元素電負(fù)性的變化規(guī)律。如圖所示的反應(yīng)步驟Ⅰ可描述為

H的電負(fù)性大于Fe,小于O，在活性Fe₃O_4-x表面，H₂斷裂為H原子，一個(gè)吸附在催化劑的鐵離子上，略帶負(fù)電，一個(gè)吸附在催化劑的氧離子上，略帶正電，前者與

HCO

-

3

中略帶正電的碳結(jié)合，后者與

HCO

-

3

中略帶負(fù)電的羥基氧結(jié)合生成H₂O，

HCO

-

3

轉(zhuǎn)化為HCOO^-

H的電負(fù)性大于Fe,小于O，在活性Fe₃O_4-x表面，H₂斷裂為H原子，一個(gè)吸附在催化劑的鐵離子上，略帶負(fù)電，一個(gè)吸附在催化劑的氧離子上，略帶正電，前者與

HCO

-

3

中略帶正電的碳結(jié)合，后者與

HCO

-

3

中略帶負(fù)電的羥基氧結(jié)合生成H₂O，

HCO

-

3

轉(zhuǎn)化為HCOO^-

。

③在其他條件相同時(shí)，測(cè)得Fe的轉(zhuǎn)化率、HCOO^-的產(chǎn)率隨C（HC

O

-

3

）變化如圖所示。HCOO^-的產(chǎn)率隨c（HC

O

-

3

）增加而增大的可能原因是

隨c（

HCO

-

3

）增加，生成FeCO₃和H₂的速率更快，量更大，生成HCOO^-的速率更快，產(chǎn)率也更大

隨c（

HCO

-

3

）增加，生成FeCO₃和H₂的速率更快，量更大，生成HCOO^-的速率更快，產(chǎn)率也更大

。

（3）從物質(zhì)轉(zhuǎn)化與資源綜合利用角度分析，“Fe-HC

O

-

3

-H₂O熱循環(huán)制氫和甲酸”的優(yōu)點(diǎn)是

高效、經(jīng)濟(jì)、原子利用率高、無污染

高效、經(jīng)濟(jì)、原子利用率高、無污染

。