化学推动中国航天事业蓬勃发展。
(1)中国空间站中可以通过电解水获得氧气。如图是电解水的实验装置。开始反应前a、b两管内都充满溶液。关闭活塞，接通电源，观察到两极均有______产生，a、b两管内液面均_________；a、b两管内产生气体的体积比约为_______；
(2)如图所示，a管下方导线应接电源的 _______ (填“正”或“负”)极，验证b管中气体的方法是__________。通电一段时间后切断电源，水的质量减少了18g。理论上生成O₂的质量是_________。

(3)空间站内还可以通过以下微观示意图所示反应提供氧气，同时生成甲烷(CH₄)。

写出该反应的化学方程式： __________ 。