氢气是一种清洁能源，绿色环保制氢技术研究具有重要意义。
（1）“CuCl-H₂O热电循环制氢”经过溶解、电解、热水解和热分解4个步骤，其过程如图所示。

①电解在质子交换膜电解池中进行。阳极区为酸性Cu

C

l

-

2

溶液，阴极区为盐酸，电解过程中Cu

C

l

-

2

转化为Cu

C

l

2

-

4

。电解时阳极发生的主要电极反应为

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

（用电极反应式表示）。
②电解后，经热水解和热分解的物质可循环使用。在热水解和热分解过程中，发生化合价变化的元素有

Cu、O

Cu、O

（填元素符号）。
（2）“Fe-HC

O

-

3

-H₂O热循环制氢和甲酸”的原理为：在密闭容器中，铁粉与吸收CO₂制得的NaHCO₃溶液反应，生成H₂、HCOONa和Fe₃O₄；Fe₃O₄再经生物柴油副产品转化为Fe。
①实验中发现，在300℃时，密闭容器中NaHCO₃溶液与铁粉反应，反应初期有FeCO₃生成并放出H₂，该反应的离子方程式为

Fe+2

HCO

-

3

300

℃

FeCO₃↓+

CO

2

-

3

+H₂↑

Fe+2

HCO

-

3

300

℃

FeCO₃↓+

CO

2

-

3

+H₂↑

。
②随着反应进行，FeCO₃迅速转化为活性Fe₃O_4-x，活性Fe₃O_4-x是HC

O

-

3

转化为HCOO^-的催化剂，其可能反应机理如图所示。根据元素电负性的变化规律。如图所示的反应步骤Ⅰ可描述为

H的电负性大于Fe,小于O，在活性Fe₃O_4-x表面，H₂断裂为H原子，一个吸附在催化剂的铁离子上，略带负电，一个吸附在催化剂的氧离子上，略带正电，前者与

HCO

-

3

中略带正电的碳结合，后者与

HCO

-

3

中略带负电的羟基氧结合生成H₂O，

HCO

-

3

转化为HCOO^-

H的电负性大于Fe,小于O，在活性Fe₃O_4-x表面，H₂断裂为H原子，一个吸附在催化剂的铁离子上，略带负电，一个吸附在催化剂的氧离子上，略带正电，前者与

HCO

-

3

中略带正电的碳结合，后者与

HCO

-

3

中略带负电的羟基氧结合生成H₂O，

HCO

-

3

转化为HCOO^-

。

③在其他条件相同时，测得Fe的转化率、HCOO^-的产率随C（HC

O

-

3

）变化如图所示。HCOO^-的产率随c（HC

O

-

3

）增加而增大的可能原因是

随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，产率也更大

随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，产率也更大

。

（3）从物质转化与资源综合利用角度分析，“Fe-HC

O

-

3

-H₂O热循环制氢和甲酸”的优点是

高效、经济、原子利用率高、无污染

高效、经济、原子利用率高、无污染

。