氢能是一种极具发展潜力的清洁能源。
I.甲烷热解制氢
高温时，以熔融金属锡（Sn）为液态传热介质，细小的甲烷气泡从鼓泡反应器底部注入并发生分解，得到固体石墨。反应原理如图所示。
已知：液态锡的密度是7.0g/cm3 ， 石墨的密度是2.2g/cm3
（1）甲烷热解制氢的化学方程式为________。
（2）该反应温度T3与金属锡的熔点T1、沸点T2之间的大小关系为________。
（3）该方法可避免石墨在介质中大量附着，主要原因是________。
II.海水电解制氢
海水无淡化直接电解制氢的原理和装置如下图所示。PTFE漠两侧有水蒸气压力差，使膜外侧的水转化为水蒸气，水蒸气通过PTFE膜后液化。液态水和离子均不能直接通过PTTE膜。
（4）M端对应的是电源________极（填“正”或“负”）。
（5）PTFE膜内侧的溶液中，KOH的作用是________。
（6）在电解过程中，PTFE膜内测KOH溶液的溶质质量分数保持不变，原因是________。
III.热化学循环制氢
利用ZnO/Zn循环制氢原理如图所示：
（7）该过程中涉及的基本反应类型有置换反应和________反应。
（8）理论上欲制得4kg氢气，需要多少质量的水参与反应（请写出计算过程）。
的化合价在反应前后发生了改变