氢能源是最具应用前景的能源之一，高纯氢的制备是目前的研究热点。
（1）甲烷水蒸气催化重整是制高纯氢的方法之一。
①反应器中初始反应的生成物为H₂和CO₂，其物质的量之比为4∶1，甲烷和水蒸气反应的方程式是______________。
②已知反应器中还存在如下反应：
i.CH₄(g)+H₂O(g)=CO(g)+3H₂(g)  ΔH₁
ii.CO(g)+H₂O(g)=CO₂(g)+H₂(g)  ΔH₂
iii.CH₄(g)=C(s)+2H₂(g)  ΔH₃
……
iii为积炭反应，利用ΔH₁和ΔH₂计算ΔH₃时，还需要利用__________反应的ΔH。
③反应物投料比采用n（H₂O）∶n（CH₄）=4∶1，大于初始反应的化学计量数之比，目的是________________（选填字母序号）。
a.促进CH₄转化    b.促进CO转化为CO₂ c.减少积炭生成
④用CaO可以去除CO₂。H₂体积分数和CaO消耗率随时间变化关系如下图所示。从t₁时开始，H₂体积分数显著降低，单位时间CaO消耗率_______（填“升高”“降低”或“不变”）。此时CaO消耗率约为35%，但已失效，结合化学方程式解释原因：____________________________。

（2）可利用太阳能光伏电池电解水制高纯氢，工作示意图如下。通过控制开关连接K₁或K₂，可交替得到H₂和O₂。

①制H₂时，连接_______________。
产生H₂的电极反应式是_______________。
②改变开关连接方式，可得O₂。
③结合①和②中电极3的电极反应式，说明电极3的作用：________________________。