甲醇（ ）是重要的能源物质，研究甲醇具有重要意义。
（1）利用工业废气中的 可制取甲醇，其反应为：
常温常压下已知下列反应的能量变化如图所示：

写出由二氧化碳和氢气制备甲醇的热化学方程式：                                
                                         。
（2）为提高甲醇燃料的利用率，科学家发明了一种燃料电池，电池的一个电极通入空气，另一个电极通入甲醇气体，电解质是掺入了 的 晶体，在高温下它能传导 离子。电池工作时正极反应为                                                                 。
若以该电池为电源，用石墨做电极电解100mL含有如下离子的溶液。

电解一段时间后，当两极收集到相同体积（相同条件）的气体时（忽略溶液体积的变化及电极产物可能存在的溶解现象）阳极上收集到氧气的物质的量为         mol。
（3）甲醇对水质会造成一定的污染，有一种电化学法可消除这种污染，其原理是：通电后将 氧化成 ，然后以 做氧化剂把水中的甲醇氧化成 而净化。实验室用下图装置模拟上述过程：
①写出阳极电极反应式                      ；
②除去甲醇的离子反应为： ，该过程中被氧化的元素是             ，当产生标准状况下2.24L 时，共转移电子        mol。