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

①電解在質子交換膜電解池中進行。陽極區為酸性Cu

C

l

-

2

溶液，陰極區為鹽酸，電解過程中Cu

C

l

-

2

轉化為Cu

C

l

2

-

4

。電解時陽極發生的主要電極反應為

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

（用電極反應式表示）。
②電解后，經熱水解和熱分解的物質可循環使用。在熱水解和熱分解過程中，發生化合價變化的元素有

Cu、O

Cu、O

（填元素符號）。
（2）“Fe-HC

O

-

3

-H₂O熱循環制氫和甲酸”的原理為：在密閉容器中，鐵粉與吸收CO₂制得的NaHCO₃溶液反應，生成H₂、HCOONa和Fe₃O₄；Fe₃O₄再經生物柴油副產品轉化為Fe。
①實驗中發現，在300℃時，密閉容器中NaHCO₃溶液與鐵粉反應，反應初期有FeCO₃生成并放出H₂，該反應的離子方程式為

Fe+2

HCO

-

3

300

℃

FeCO₃↓+

CO

2

-

3

+H₂↑

Fe+2

HCO

-

3

300

℃

FeCO₃↓+

CO

2

-

3

+H₂↑

。
②隨著反應進行，FeCO₃迅速轉化為活性Fe₃O_4-x，活性Fe₃O_4-x是HC

O

-

3

轉化為HCOO^-的催化劑，其可能反應機理如圖所示。根據元素電負性的變化規律。如圖所示的反應步驟Ⅰ可描述為

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

HCO

-

3

中略帶正電的碳結合，后者與

HCO

-

3

中略帶負電的羥基氧結合生成H₂O，

HCO

-

3

轉化為HCOO^-

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

HCO

-

3

中略帶正電的碳結合，后者與

HCO

-

3

中略帶負電的羥基氧結合生成H₂O，

HCO

-

3

轉化為HCOO^-

。

③在其他條件相同時，測得Fe的轉化率、HCOO^-的產率隨C（HC

O

-

3

）變化如圖所示。HCOO^-的產率隨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，產率也更大

。

（3）從物質轉化與資源綜合利用角度分析，“Fe-HC

O

-

3

-H₂O熱循環制氫和甲酸”的優點是

高效、經濟、原子利用率高、無污染

高效、經濟、原子利用率高、無污染

。