太陽(yáng)能光解水制備的 H₂和化工生產(chǎn)的副產(chǎn)氫，可實(shí)現(xiàn)資源的再利用。

（1）半導(dǎo)體光催化劑浸入水或電解質(zhì)溶液中，光照時(shí)可在其表面得到產(chǎn)物。
①該催化劑在水中發(fā)生光催化反應(yīng)的原理如圖1所示。用簡(jiǎn)潔的語(yǔ)言描述光解水的過(guò)程：

半導(dǎo)體光催化劑在光照條件下產(chǎn)生光生電子和光生空穴，H⁺被光生電子還原為氫氣，OH^-被光生空穴氧化為氧氣

半導(dǎo)體光催化劑在光照條件下產(chǎn)生光生電子和光生空穴，H⁺被光生電子還原為氫氣，OH^-被光生空穴氧化為氧氣

。
②若將該催化劑置于 AgNO₃溶液中，產(chǎn)物之一為 O₂，另一產(chǎn)物為

Ag

Ag

。
（2）化工生產(chǎn)的副產(chǎn)氫也是氫氣的來(lái)源。電解法制取有廣泛用途的 Na₂FeO₄，同時(shí)獲得氫氣：Fe+2H₂O+2OH^-

電解

F

e

O

2

-

4

+3H₂↑。工作原理如圖2所示。裝置通電后，鐵電極附近生成紫紅色

F

e

O

2

-

4

，鎳電極有氣泡產(chǎn)生。若氫氧化鈉溶液濃度過(guò)高，鐵電極區(qū)會(huì)產(chǎn)生紅褐色物質(zhì)。已知：Na₂FeO₄只在強(qiáng)堿性條件下穩(wěn)定，易被H₂還原。
①電解過(guò)程中須將陰極產(chǎn)生的氣體及時(shí)排出，其原因是

防止Na₂FeO₄被H₂還原，降低Na₂FeO₄的產(chǎn)率

防止Na₂FeO₄被H₂還原，降低Na₂FeO₄的產(chǎn)率

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②c（Na₂FeO₄）隨初始c（NaOH）的變化如圖3。M、N 兩點(diǎn)的 c（Na₂FeO₄）均低于最高值的原因是

M點(diǎn)，c（NaOH）低，Na₂FeO₄的穩(wěn)定性較差，反應(yīng)速率慢，使Na₂FeO₄的產(chǎn)率降低，N點(diǎn)c（NaOH）高，鐵電極有氫氧化鐵生成，使Na₂FeO₄的產(chǎn)率降低

M點(diǎn)，c（NaOH）低，Na₂FeO₄的穩(wěn)定性較差，反應(yīng)速率慢，使Na₂FeO₄的產(chǎn)率降低，N點(diǎn)c（NaOH）高，鐵電極有氫氧化鐵生成，使Na₂FeO₄的產(chǎn)率降低

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