4 . 目前的新能源汽车多采用三元锂电池，某三元锂电池工作原理如图所示，该电池离子导体为有机锂盐溶液。

   

回答下列问题：
(1)锂离子电池的电极材料为，当且时该物质中Co元素的化合价为_____________， 的中子数为31，1mol 含有电子_____________mol。
(2)连接、时，N为_____________极，电极电势高的电极发生_____________(填“氧化”或“还原”)反应，被氧化的物质为_____________(填化学式)。
(3)连接、时，N极的电极反应式为__________________，当外电路通过0.1mol电子时，通过隔膜的质量为______g。

6 . 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_____。

10 . 化学电池是新能源和可再生能源的重要组成部分。根据所学知识，回答下列问题：
(1)甲、乙两位同学想探究铝电极在原电池中的作用，两人均用镁片和铝片作电极，但甲同学将电极放入稀硫酸中，乙同学将电极放入溶液中，实验装置如图所示。

①写出甲中电池总反应的离子方程式：_________。
②乙中铝为_________极，写出铝电极的电极反应式：_________。
(2)有人设想以和为反应物，以溶有A的稀盐酸为电解质溶液，可制造出既能提供电能，又能固氮的新型燃料电池，装置如图所示，电池正极的电极反应式是_________，A是_________(填化学式)。

(3)我国科学家在太阳能光电催化一化学耦合分解硫化氢研究中获得新进展，相关装置如图所示。b极为光能转化为电能的装置，该电极的电极材料可用_________(填化学式)，该装置的总反应为__________________，a极发生的反应为_________(填“氧化”或“还原”)反应。