1. (2024·东海模拟) 氢气是理想的清洁、高能燃料，兴趣小组以“甲烷制氢”为主题，开展探究性学习。

1. （1） 高温裂解制氢：高温下，甲烷在催化剂作用下分解制氢的微观过程如图所示：

   

   ①反应I符号表达式为。

   ②反应过程中，催化剂表面会被部分生成的C覆盖而导致催化能力下降，可在高温下将其置于(填化学式)气流中来除去表面的C。

   ③若用甲烷高温裂解的方法获取100kg氢气，理论上消耗甲烷的质量是多少？(写出计算过程，否则不得分！)

3. （2） 重整制氢：高温下，甲烷和二氧化碳在Ni、Fe催化下，通过反应①~③制得H₂和CO(如图1)。请写出反应②的化学方程式：。

   

5. （3） 熔融金属法制氢：利用液态金属(如铁)作为传热介质和催化剂，使甲烷在液态金属中直接裂解生成H₂和C。装置如图2所示。

   

   ①C浮于液态铁液面上的原因是。

   ②可循环使用的物质是。

   ③所得的C中常混有少量的Fe。请补充完整除去C中杂质Fe的实验方案：将混有少量Fe的C置于烧杯中，，用少量水洗涤，干燥，得到纯净的C。【从CuSO₄溶液、稀盐酸或NaOH溶液中选择一种合适的试剂】