电化学知识在生产、科技研究中应用广泛。
(1)电解饱和食盐水是氯碱工业的基础。目前比较先进的方法是阳离子交换膜法，电解装置如图所示，图中的阳离子交换膜只允许阳离子通过，请回答以下问题：

①电解饱和食盐水的总反应的离子方程式是___________。
②电解饱和食盐水一段时间后，在口收集到气体(标准状况下)，假设电解后溶液体积不变且忽略气体的溶解，则此时阴极室的为___________。
(2)可采用电化学防护技术减缓海水中钢铁设施的腐蚀，下图是钢铁桥墩部分防护原理示意图。

①与连接时钢铁桥墩的电化学防护方法为___________。
②与连接时，钢铁桥墩的电极反应式为___________。
(3)燃料电池由于其较高的能量密度而备受关注，其工作原理如图所示。

电池工作时，极区浓度不变，则离子交换膜为___________(填“阳离子交换膜”或“阴离子交换膜”)；电极的电极反应式为________；电池工作时参加反应的_________。