氫氣是一種理想的綠色清潔能源，氫氣的制取是氫能源利用領域的研究熱點。
（1）用氧缺位鐵酸銅（CuFe2O4-x）作催化劑，利用太陽能熱化學循環分解H2O可制H2。
①氧缺位鐵酸銅通過兩步反應分解水制氫。已知第二步反應為：2CuFe2O4═2CuFe2O4-x+xO2↑，則第一步反應的化學方程式為 CuFe2O4-x+xH2O═CuFe2O4+xH2↑，CuFe2O4-x+xH2O═CuFe2O4+xH2↑，。
②CuFe2O4可用電化學方法得到，其原理如圖所示，則陽極的電極反應式為 Cu+2Fe+4O2--8e-═CuFe2O4Cu+2Fe+4O2--8e-═CuFe2O4。
（2）可利用FeO/Fe3O4之間的相互轉化，來裂解水制取氫氣，其制氫流程如圖所示。該工藝制氫的總反應為C（s）+H2O（g）═CO（g）+H2（g），對比水和碳在高溫下直接接觸反應制氫，分析該工藝制氫的最大優點是 可以直接得到純凈的H2，避免復雜的分離步驟，節約成本可以直接得到純凈的H2，避免復雜的分離步驟，節約成本。
（3）硼氫化鈉（NaBH4）的強堿溶液在催化劑作用下與水反應可獲取氫氣，其可能反應機理如圖所示。已知：常溫下，NaB（OH）4在水中的溶解度不大，易以NaBO2形式結晶析出。
①如圖所示的最后一個步驟反應機理可描述為 2H3BO3+2H2O+2e-=2B（OH）4-+H2↑2H3BO3+2H2O+2e-=2B（OH）4-+H2↑。
②若用D2O代替H2O，依據反應機理，則反應后生成的氣體中含有 H2、D2、HDH2、D2、HD。
③其他條件相同時，測得平均每克催化劑使用量下，NaBH4的濃度和放氫速率的變化關系如圖所示。隨著NaBH4濃度的增大，放氫速率先增大后減小，其原因可能是 BH-4濃度過大，會與催化劑反應從而使催化劑活性降低BH-4濃度過大，會與催化劑反應從而使催化劑活性降低。
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【考點】原電池與電解池的綜合．
【答案】CuFe2O4-x+xH2O═CuFe2O4+xH2↑，；Cu+2Fe+4O2--8e-═CuFe2O4；可以直接得到純凈的H2，避免復雜的分離步驟，節約成本；2H3BO3+2H2O+2e-=2B（OH）4-+H2↑；H2、D2、HD；濃度過大，會與催化劑反應從而使催化劑活性降低
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【解答】
【點評】
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發布：2024/6/27 10:35:59組卷：35引用：2難度：0.6
