氢气是一种理想的绿色清洁能源，氢气的制取是氢能源利用领域的研究热点。
（1）用氧缺位铁酸铜（CuFe2O4-x）作催化剂，利用太阳能热化学循环分解H2O可制H2。
①氧缺位铁酸铜通过两步反应分解水制氢。已知第二步反应为：2CuFe2O4═2CuFe2O4-x+xO2↑，则第一步反应的化学方程式为 CuFe2O4-x+xH2O═CuFe2O4+xH2↑，CuFe2O4-x+xH2O═CuFe2O4+xH2↑，。
②CuFe2O4可用电化学方法得到，其原理如图所示，则阳极的电极反应式为 Cu+2Fe+4O2--8e-═CuFe2O4Cu+2Fe+4O2--8e-═CuFe2O4。
（2）可利用FeO/Fe3O4之间的相互转化，来裂解水制取氢气，其制氢流程如图所示。该工艺制氢的总反应为C（s）+H2O（g）═CO（g）+H2（g），对比水和碳在高温下直接接触反应制氢，分析该工艺制氢的最大优点是 可以直接得到纯净的H2，避免复杂的分离步骤，节约成本可以直接得到纯净的H2，避免复杂的分离步骤，节约成本。
（3）硼氢化钠（NaBH4）的强碱溶液在催化剂作用下与水反应可获取氢气，其可能反应机理如图所示。已知：常温下，NaB（OH）4在水中的溶解度不大，易以NaBO2形式结晶析出。
①如图所示的最后一个步骤反应机理可描述为 2H3BO3+2H2O+2e-=2B（OH）4-+H2↑2H3BO3+2H2O+2e-=2B（OH）4-+H2↑。
②若用D2O代替H2O，依据反应机理，则反应后生成的气体中含有 H2、D2、HDH2、D2、HD。
③其他条件相同时，测得平均每克催化剂使用量下，NaBH4的浓度和放氢速率的变化关系如图所示。随着NaBH4浓度的增大，放氢速率先增大后减小，其原因可能是 BH-4浓度过大，会与催化剂反应从而使催化剂活性降低BH-4浓度过大，会与催化剂反应从而使催化剂活性降低。
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【考点】原电池与电解池的综合．
【答案】CuFe2O4-x+xH2O═CuFe2O4+xH2↑，；Cu+2Fe+4O2--8e-═CuFe2O4；可以直接得到纯净的H2，避免复杂的分离步骤，节约成本；2H3BO3+2H2O+2e-=2B（OH）4-+H2↑；H2、D2、HD；浓度过大，会与催化剂反应从而使催化剂活性降低
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【解答】
【点评】
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发布：2024/6/27 10:35:59组卷：35引用：2难度：0.6
