氢气是一种可持续研发的新能源和工业原料。
（1）利用太阳能将水转化为氢能是一种理想途径。某种光分解水的过程如图甲所示。
①该转化中循环利用的物质有Fe3O4和 （填化学式）；
②与电解水相比，该方法的优点是 。
（2）CH2﹣H2O催化重整是目前大规模制取H2的重要方法，生产过程中涉及的重要反应有
①向催化重整体系中投入一定量的CaO可提高H2的百分含量，原因是 ；
②如图乙所示，投入纳米CaO时，H2的百分含量最大的原因是 。
（3）氢气可用于钢铁冶炼、合成氨和合成甲醇等工业。写出赤铁矿（主要成分为Fe2O3）与氢气在高温下炼铁的化学方程式：。
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