能源既是國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的命脈，也是國家發(fā)展戰(zhàn)略的重要支柱。氫氣被看做是理想的“綠色能源”，氫氣的制備及應(yīng)用是目前的研究熱點(diǎn)。
Ⅰ、氫氣的制備
（1）鐵酸鋅（ZnFe₂O₄）可用于催化循環(huán)分解水制取氫氣，其中涉及的反應(yīng)有：
a：6ZnFe₂O₄

1200

℃

6ZnO+4Fe₃O₄+O₂↑
b：3ZnO+2Fe₃O₄+H₂O

700

℃

3ZnFe₂O₄+H₂↑
該循環(huán)制氫的總化學(xué)反應(yīng)方程式為

2H₂O

Z

n

F

e

2

O

4

高溫

2H₂↑+O₂↑

2H₂O

Z

n

F

e

2

O

4

高溫

2H₂↑+O₂↑

。
（2）科學(xué)家研發(fā)出一種以鋁鎵合金（鎵：Ga）和水為原料制取氫氣的新工藝，流程如圖1所示：反應(yīng)①的化學(xué)方程式是

2Al+3H₂O

G

a

Al₂O₃+3H₂↑

2Al+3H₂O

G

a

Al₂O₃+3H₂↑

，與電解水制取氫氣相比，用鋁鎵合金和水為原料制取氫氣的優(yōu)點(diǎn)是

常溫下反應(yīng)，節(jié)約能源等

常溫下反應(yīng)，節(jié)約能源等

。（答出一點(diǎn)即可），該流程中可循環(huán)利用的物質(zhì)是

鋁和鎵

鋁和鎵

。

（3）利用甲烷（CH₄）和水蒸氣催化重整制氫，主要在500℃以上發(fā)生下列反應(yīng)：
a：CH₄+H₂O

催化劑

高溫

CO+3H₂；b：CO+H₂O

催化劑

高溫

CO₂+H₂。

①提純氫氣的方法之一是使用金屬膜透氫，微觀過程如圖2所示，從微觀角度描述該過程

氫分子在金屬膜表面分解為氫原子，氫原子通過金屬膜后重新組合成氫分子

氫分子在金屬膜表面分解為氫原子，氫原子通過金屬膜后重新組合成氫分子

。
②提純氫氣還可以用CaO作為吸附劑吸收除去CO₂，使用一段時(shí)間后氧化鈣會(huì)轉(zhuǎn)化為碳酸鈣而失效。失效的吸附劑經(jīng)煅燒可再次投入使用，但經(jīng)多次循環(huán)后，吸附效果仍會(huì)降低。固體結(jié)構(gòu)變化如圖3所示，請(qǐng)分析吸附劑效果降低的原因是

隨著煅燒次數(shù)的增加，生成氧化鈣的孔洞逐漸減少，吸附效果減弱

隨著煅燒次數(shù)的增加，生成氧化鈣的孔洞逐漸減少，吸附效果減弱

。
Ⅱ、氫氣的儲(chǔ)存
（4）儲(chǔ)氫金屬是一類能夠與H₂結(jié)合呈金屬氫化物的材料，如Na可與H₂結(jié)合生成氫化鈉（NaH），氫化鈉與水反應(yīng)可釋放出H₂，同時(shí)生成一種堿，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為

2Na+2H₂O=2NaOH+H₂↑

2Na+2H₂O=2NaOH+H₂↑

。
Ⅲ、氫能的應(yīng)用
（5）利用“活潑金屬”可以制得氫氣，氫氣可用作汽車能源。若推廣應(yīng)用于汽車產(chǎn)業(yè)，則需綜合考慮的因素有

ABC

ABC

（填字母）。
A．金屬原料的成本
B．生成過程中的能耗和污染
C．金屬的回收利用