数十年来，化学工作者对碳的氧化物和氢化物做了广泛深入的研究并取得了一些重要成果。
（1）工业上常采用将水蒸气喷到灼热的炭层上实现煤的气化（制得CO、H₂），该反应的化学方程式是_______，制得的CO是一种有毒气体，能降低_________的携氧能力。
（2）上述煤气化过程中需向炭层交替喷入空气和水蒸气，喷入空气的目的是________；气化得到的气体可在加热和催化剂下合成液体燃料甲醇CH₃OH，该反应方程式为
________________________________________。
（3）科学家用氮化镓材料与铜组装如图的人工光合系统，利用该装置成功地实现了以CO₂和H₂O合成CH₄。
①写出合成甲烷的化学方程式_________。

②为提高该人工光合系统的工作效率，可向装置中加入少量的_______（选填“氢氧化钠”或“硫酸”）。