1 . “双碳(即碳达峰与碳中和)”要求加快降低碳排放步伐，引导绿色技术创新，提高产业和经济的全球竞争力。电催化制备高附加值的化学品既能满足“双碳”要求，又能实现的资源化利用。回答下列问题：
(1)杭州亚运会采用零碳甲醇点燃亚运主火炬，零碳甲醇是指采用为原料制备的甲醇。利用质子交换膜进行废水处理，产生的进行电催化合成甲醇的工作原理如图1、图2所示，这实现了废水处理的无废碳过程。

①图1中，的移动方向是___________(填“向左移动”或“向右移动”)。
②图2中，生成甲醇的电极为___________(填“阳极”或“阴极”)，其电极反应式为___________。
③若图2中的“直流电源”用图1装置代替，则电极A连接___________(填“C”或“D”)极。
(2)科技工作者设计了如图所示的电化学装置，该装置在室温下即能以和甲醇为原料合成碳酸二甲酯()。

①直流电源的正极为___________(填“p”或“q”)。
②电解总过程的化学方程式为___________。
③该电化学反应机理中，充当氧化剂的物质有___________(填一种，填化学式或结构简式)。
(3)通过阴离子交换膜及合适的催化剂，先使电催化转化为乙烯，乙烯再与氯碱电化学体系结合制备高附加值的环氧乙烷的工作原理如图所示：

①环氧乙烷是氯碱电化学体系的___________(填“阴”或“阳”)极产物。
②电极H上生成67.2L(标准状况)时，理论上氯碱电化学体系可得到___________g环氧乙烷。

3 . 电化学原理在电池制造、能量转换、物质合成等方面应用广泛。
(1)若用如图1装置，依据反应Cu+2Fe³⁺=2Fe²⁺+Cu²⁺设计原电池，则电极X应为_____(填化学式)，石墨电极的电极反应式为_____。将石墨换成铁电极后，电池总反应变为_____。
   
(2)燃料电池必须从电池外部源源不断地向电池提供天然气、甲烷、煤气等含氢化合物作为燃料。基于甲烷(CH₄)－空气燃料电池，其工作原理如图2，a、b均为惰性电极。a为_____极，正极的电极反应式为_____。当通入4.48L(标准状况下)甲烷气体时，测得电路中转移1.1mol电子，则甲烷的利用率为_____。(保留小数点后1位)。
   
(3)在固态金属氧化物电解池中，高温共电解H₂O－CO₂混合气体制备H₂和CO是一种新的能源利用方式，基本原理如图3所示：
   
已知H₂O在电极附近发生电极反应H₂O+2e^-=H₂+O^2-，则CO₂发生的电极反应为_____。当H₂和CO共生成2mol时，生成标准状况下O₂的体积为_____。

4 . 西南交通大学杨维清教授课题组成功合成空心铋纳米管(Bi NTs)，化学反应原理为。以铋纳米管为负极设计了高能环保型钠离子电池。装置如图所示。已知：法拉第常数。V有＋5价和＋4价。下列叙述正确的是

A．放电时，极区数增多

B．放电时，Bi NTs极发生了还原反应

C．充电时，阳极反应为

D．充电时，电流强度为5A，通电10min时阳极质量净增约0.12g

5 . 电化学的应用十分广泛，在分析检测、有机合成等领域应用很广，请分析下列几种电化学装置并回答问题：
Ⅰ．微生物燃料电池是废水处理中实现碳氮联合转化产生CO₂和N₂的装置，如图所示，1、2为厌氧微生物电极，3为阳离子交换膜，4为好氧微生物反应器。请回答：

(1)电极2名称：___________极，电池工作一段时间后，电极2附近的pH___________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)在好氧微生物反应器中发生的反应方程式___________。
(3)若反应消耗O₂(标准状况)4.48L，理论上生成N₂物质的量为___________mol。
II．次磷酸钴(II)广泛用于化学镀钴，以金属钴和次磷酸钠为原料，采用四室电渗析槽电解法制备，原理如图。

(4)A、B、C均为离子交换膜，其中为阳离子交换膜的是___________。
(5)石墨电极每生成1molH₂时，___________ 向___________迁移(填“阴极室”“阳极室”或“产品室”)。
(6)若以铅蓄电池为直流电源，则铅蓄电池中正极的电极反应式为___________。
(7)用溶液化学镀钴是在强碱性条件下通过发生自身氧化还原反应，反应的同时会生成，其离子方程式为___________。