学案电解池金属的电化学腐蚀与防护
电解池金属的电化学腐蚀与防护

电解池金属的电化学腐蚀与防护电解池腐蚀是一种电化学腐蚀,它是指在电极上由于氧化还原反应的存在,使得电流通过金属表面,并且将金属表面的原子释放出来,形成金属离子的反应过程。
因此,这种腐蚀与电学和化学官能相同而引起的腐蚀不同,并且这种腐蚀是不可逆的。
电解池腐蚀在加速金属腐蚀方面起着重要的作用,因为它涉及到电极效应、自腐蚀和腐蚀介质的化学成分等各种参数。
在了解这些参数的同时,我们可以更好地了解电解池腐蚀机制,并采取一些防腐措施预防电解池腐蚀。
电解池腐蚀机制当两种不同金属或合金接触时,在氧化还原反应的影响下,时间越长,金属表面的动电位差异就会增大。
这个电势差使电解液中的离子聚集在这两个金属之间,形成电池。
从而,两个金属产生了电解池短路,流过电流引起了电化学腐蚀反应,最后结果是金属腐蚀。
实际上,不同的金属对不同的电解液的耐腐蚀行为是不同的,这与金属的物理和化学性质有关。
防止电解池腐蚀的措施为了周期性保持电离池的稳定性并保护金属免受腐蚀,我们应采取以下措施:选用合适的金属材料腐蚀是由于金属表面原子的释放而发生的,因此使用合适的材料是第一条防腐措施。
通常,高纯度金属具有更好的耐腐蚀性,同时某些材料可以与某些腐蚀介质兼容。
采用防腐涂层涂层可以提供一层保护,避免金属暴露在腐蚀介质中。
通常,涂层是形成无孔隙封闭层,避免介质进入涂层下面的介质进行腐蚀。
涂层的性质随着面积变化而变化,以达到理想的防腐效果。
控制电解液电解液是电解池腐蚀的重要因素,因为含有的化学物质可以影响动电位差异。
低氧的含氧化液体可以减少腐蚀,而酸化液体和盐水液体非常容易腐蚀金属。
维护合适的pH值合适的pH值是防止腐蚀的关键。
当pH值过高或过低时,会对金属造成损害。
对于某些金属,pH 7是安全的范围。
在很多情况下,加入pH调节剂可以调节电解液的酸度和碱度,从而有效地防止电解池腐蚀。
通过了解电解池腐蚀的机制和防止措施,我们可以更有效地预防金属材料的电化学腐蚀,从而延长其使用寿命。
学案2:电解池 金属的电化学腐蚀与防护

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(3)用铁作电极电解NaCl溶液。
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现象
金属被腐蚀
较活泼金属被腐蚀
区别
无电流产生
有微弱电流产生
联系
普遍性:M-ne-===Mn+电化学腐蚀比化学腐蚀普遍得多,危害也更严重
2.钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀
析氢腐蚀
吸氧腐蚀
水膜环境
水膜呈酸性
水膜呈弱酸性或中性
负极反应
Fe-2e-===Fe2+
2Fe-4e-===2Fe2+
正极反应
2H++2e-===H2↑
(3)铁管上镶嵌锌块,铁管不易被腐蚀( )
(4)钢管与电源正极连接,钢管可被保护( )
(5)铁遇冷浓硝酸表现钝化,可保护内部不被腐蚀( )
(6)钢管与铜管露天堆放在一起时,钢管不易被腐蚀( )
(7)钢铁发生析氢腐蚀时,负极反应是Fe-3e-===Fe3+( )
1.判断金属腐蚀的快慢六个规律
规律一 在同一电解质溶液中,金属腐蚀由快到慢的顺序:电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>应用原电池原理有保护措施的腐蚀>应用电解原理有保护措施的腐蚀。或电解池阳极>原电池负极>化学腐蚀>原电池正极>电解池阴极。
已知:3I2+6OH-===IO +5I-+3H2O
下列说法不正确的是( )
A.右侧发生的电极反应式:2H2O+2e-===H2↑+2OH-
高中化学金属的电化学腐蚀与防护学案

《金属的电化学腐蚀与防护》学案
一、学习目标
1、了解金属腐蚀的概念及本质
2、了解金属腐蚀的类型,正确理解电化学腐蚀
3、理解金属防护的方法
二、自学局部
知识点一金属的腐蚀
1、金属腐蚀〔阅读教材84页第3自然段〕
〔1〕概念:金属与周围接触的发生而引起损耗的现象。
〔2〕分类:和。
①化学腐蚀:金属与接触到的等直接发生而引起的腐蚀
②电化学腐蚀:的金属跟溶液接触时,会发生
反响,比拟的金属电子而被氧化。
1、电化学保护方法:〔原电池原理〕
〔电解原理〕
2、在金属外表覆盖保护层:油、油漆、塑料、搪瓷、镀一层金属
3、改变金属的内部组织结构:如制成合金,不锈钢。
高中化学人教版选修4学案4-4金属的电化学腐蚀与防护

第四节金属的电化学腐蚀与防护1.金属腐蚀(1)概念:金属或合金与周围的气体或液体物质发生氧化还原反应而引起损耗的现象。
(2)实质:金属原子失去电子变成阳离子的过程。
即金属发生了氧化反应。
(3)类型:根据与金属接触的介质不同,可分为化学腐蚀和电化学腐蚀。
2.化学腐蚀金属与接触到的干燥气体(如O2、Cl2、SO2等)或非电解质液体(石油)等直接发生化学反应而引起的腐蚀。
腐蚀的速率随温度升高而加快。
3.电化学腐蚀(1)概念:不纯的金属与电解质溶液接触时,会发生原电池反应,比较活泼的金属失去电子而被氧化。
(2)实例:在潮湿的空气里,钢铁的表面形成了一层电解质溶液的薄膜,它跟钢铁里的铁和少量的碳恰好构成了原电池。
其中,铁是负极,碳是正极。
(3)析氢腐蚀和吸氧腐蚀4.钢铁生锈原理的实验探究(1)实验目的:探究饱和食盐水浸泡过的铁钉发生吸氧腐蚀。
(2)实验步骤:将经过酸洗除锈的铁钉,用饱和食盐水浸泡一下,放入如图所示的具支试管中。
几分钟后,观察导管中水柱的变化。
(3)实验现象:导管中水柱上升,铁钉表面有铁锈生成。
(4)实验分析:装置中Fe、C、饱和食盐水一起构成了原电池,Fe 作负极,碳作正极,饱和食盐水作电解质溶液,由于NaCl溶液呈中性,因此钢铁发生吸氧腐蚀。
二、金属的电化学防护1.金属的防护2.金属的电化学防护探究点一金属的腐蚀和防护1.化学腐蚀和电化学腐蚀的联系和区别特别提醒:判断金属的腐蚀类型要从本质入手,化学腐蚀和电化学腐蚀的本质区别在于是否发生原电池反应。
电化学腐蚀中,只有在金属活动性顺序表中位于氢前面的金属才可能发生析氢腐蚀,而位于氢之后的金属只能发生吸氧腐蚀,吸氧腐蚀比析氢腐蚀更为普遍。
2.析氢腐蚀与吸氧腐蚀的比较①由于在通常情况下,金属表面不会遇到酸性较强的溶液,所以吸氧腐蚀是金属腐蚀的主要形式,而且析氢腐蚀最终也会被吸氧腐蚀所代替。
②电化学腐蚀中吸氧腐蚀比析氢腐蚀更普遍,在金属活动顺序表中位于氢前面和氢之后的金属都能发生吸氧腐蚀,但只有在金属活动顺序表中位于氢前面的金属才可能发生析氢腐蚀。
2024届高考一轮复习化学教案(通用版):电解池 金属的腐蚀与防护

第20讲电解池金属的腐蚀与防护复习目标1.认识电能与化学能相互转化的实际意义及其重要应用。
2.了解电解池的工作原理,认识电解在实现物质转化和储存能量中的具体应用。
3.了解金属发生电化学腐蚀的本质,知道金属腐蚀的危害,了解防止金属腐蚀的措施。
4.能分析、解释电解池的工作原理,能设计简单的电解池。
考点一电解原理必备知识整理1.电解与电解池(1)电解:使________通过电解质溶液(或熔融电解质)而在阳极、阴极引起____________的过程。
(2)电解池:将______直接转化为______的装置。
(3)电解池的构成①有与________相连的两个电极;②________溶液(或________);③形成________。
2.电解池的工作原理(1)工作原理(2)以惰性电极电解CuCl2溶液为例分析电子和离子的移动方向(惰性电极))3.阴、阳两极上的放电顺序 (1)阴极(与电极材料无关)氧化性强的先放电,放电顺序如下:阳离子放电顺序:Ag +>Fe 3+>Cu 2+>H +(酸)>Fe 2+>Zn 2+>H +(水)>Al 3+>Mg 2+。
①若金属阳离子(Fe 3+除外)放电,则得到相应金属单质;若H +放电,则得到H 2。
②放电顺序本质遵循氧化还原反应的优先规律,即得(失)电子能力强的离子先放电。
(2)阳极(与电极材料有关) ①活性电极作阳极(除Au 、Pt 以外的金属),则活性电极本身失去电子,发生氧化反应。
Cu -2e -===Cu 2+,Fe -2e -===Fe 2+。
②惰性电极作阳极(Pt 、Au 、石墨碳棒) 离子的放电顺序如下:4.惰性电极电解电解质溶液的产物判断(图示)示例:用惰性电极电解CuSO 4溶液(放O 2生酸型)阳极反应式:2H 2O -4e -===O 2↑+4H +(或4OH --4e -===2H 2O +O 2↑)阴极反应式:2Cu 2++4e -===2Cu电解总反应式:2CuSO 4+2H 2O=====电解2Cu +O 2↑+2H 2SO 4 微点拨(1)阴极不管是什么材料,电极本身都不反应,一定是溶液(或熔融电解质)中的阳离子放电。
第八章 学案39 电解池 金属的电化学腐蚀与防护

学案39 电解池 金属的电化学腐蚀与防护[考纲要求] 1.了解电解池的工作原理,写出电极反应和电池反应方程式。
2.理解金属发生电化学腐蚀的原因、金属腐蚀的危害、防止金属腐蚀的措施。
知识点一 电解池、电解原理1.电解原理(1)电解:使________通过电解质溶液(或熔融的电解质)而在__________引起 ____________________的过程。
(2)电解池(也叫电解槽):把____能转化为________能的装置。
(3)电极名称与电极反应:与电源正极相连的为________,发生________反应; 与电源负极相连的为________,发生________反应。
2.电解CuCl 2溶液(如右图所示) (1)阳极反应:________________________________________________________________________ (2)阴极反应:________________________________________________________________________ (3)总方程式:________________________________________________________________________ 问题思考1.电解质的电离和溶液的导电有什么联系?2.电解池的阴、阳极与电极材料有什么关系?知识点二 电解原理的应用 1.电解饱和食盐水 (1)电极反应 阳极反应式:________________________________________________________________________ (________反应) 阴极反应式:________________________________________________________________________ (________反应)(2)总反应方程式:2NaCl +2H 2O=====电解2NaOH +H 2↑+Cl 2↑ 离子反应方程式:2Cl -+2H 2O=====电解2OH -+H 2↑+Cl 2↑ (3)应用:氯碱工业制________、________和________。
金属的电化学腐蚀与防护学案

金属的电化学腐蚀与防护学案金属的电化学腐蚀与防护知能定位1.了解金属腐蚀的原因,能辨别金属发生腐蚀的类型。
2.了解金属电化学腐蚀的原因及反应原理。
3.了解金属防护的一般方法及金属的电化学防护的原理。
情景切入铁生锈的现象随处可见,为什么铁在潮湿的环境中容易生锈?采取什么措施可以防止铁生锈呢?自主研习一、金属的电化学腐蚀1.金属腐蚀(1)定义金属或合金与周围环境中的物质发生化学反应而腐蚀损耗的现象。
(2)实质金属失去电子被氧化。
(3)类型①化学腐蚀:指金属与其他物质直接接触发生氧化还原反应而引起的腐蚀。
腐蚀过程中无电流产生。
②电化学腐蚀:指不纯的金属或合金发生原电池反应,使较活泼的金属失去电子被氧化而引起的腐蚀。
2.电化学腐蚀(1)吸氧腐蚀:钢铁表面吸附的水膜酸性很弱或呈中性时,氧气参加电极反应,发生吸氧腐蚀。
负极:2Fe==4e-+2Fe2+;正极:2H2O+O2+4e-==4OH-;总反应:2Fe+O2+2H2O==2Fe(OH) 2。
最终生成铁锈(主要成分为Fe2O3xH2O),反应如下:2Fe(OH) 3==Fe2O3xH2O+(3-x)H2O。
(2)析氢腐蚀:金属表面的电解质溶液酸性较强,腐蚀过程中不断有第1 页共5 页负极:Fe==Fe;正极:+-二、金属的电化学防护1.金属的防护(1)本质:阻止金属发生氧化反应。
(2)方法①改变金属内部结构,如制成合金等。
②加防护层,如在金属表面喷油漆、涂油脂、电镀等。
③电化学防护2.电化学防护(1)牺牲阳极的阴极保护法将被保护金属与比其更活泼的金属连接在一起,更活泼的金属作阳极(负极)被腐蚀,作为阴极(正极)的金属被保护。
(2)外加电流的阴极保护法(原理如图)2+-课堂师生互动知识点1钢铁析氢腐蚀和吸氧腐蚀的比较考例1(2009北京卷,6)下列叙述不正确的是()A..第2 页共5 页B.C.钢铁吸氧腐蚀的正极反应:O2+2H2O+4e--==4OH-D.工业上电解饱和食盐水的阳极反应:2Cl--2e-==Cl2↑解析:本题主要考查电化学知识,只要掌握原电池和电解的原理就能作答,A项中锌作阳极,B项锌作负极,铁被保护,C、D都是正确的。
教案《金属的电化学腐蚀和防护》

教案《金属的电化学腐蚀和防护》一、教学目标1. 让学生了解金属腐蚀的概念及其危害。
2. 掌握金属的电化学腐蚀原理。
3. 学习金属腐蚀的防护方法。
二、教学内容1. 金属腐蚀的概念及危害金属腐蚀是指金属在自然环境或人工环境中,因化学或电化学作用而造成的损耗和破坏。
金属腐蚀会导致设备寿命缩短、生产事故、资源浪费等问题。
2. 金属的电化学腐蚀原理金属的电化学腐蚀是由于金属与电解质溶液接触,形成原电池,使金属发生氧化还原反应而产生腐蚀。
电化学腐蚀分为吸氧腐蚀和析氢腐蚀两种类型。
3. 金属腐蚀的防护方法(1)选择耐腐蚀材料:如不锈钢、耐腐蚀合金等。
(2)表面防护:如涂层、阳极氧化、镀层等。
(3)阴极保护:通过外加电流,使金属表面成为阴极,从而抑制腐蚀。
(4)腐蚀监测:定期对设备进行腐蚀监测,及时发现问题并采取措施。
三、教学重点与难点重点:金属的电化学腐蚀原理及防护方法。
难点:电化学腐蚀机理的理解和防护方法的运用。
四、教学方法1. 采用问题驱动的教学方法,引导学生思考金属腐蚀的原理及防护措施。
2. 利用案例分析,使学生了解金属腐蚀在实际工程中的应用和危害。
3. 开展小组讨论,培养学生团队合作精神和解决问题的能力。
五、教学准备1. 准备相关课件、图片、视频等教学资源。
2. 准备实验器材,如金属样品、电解质溶液等。
3. 准备案例资料,如金属腐蚀事故案例、防护措施实例等。
六、教学过程1. 引入新课:通过展示金属腐蚀图片和视频,引导学生关注金属腐蚀问题。
2. 讲解金属腐蚀概念及危害:介绍金属腐蚀的定义,分析其对设备、生产和环境的影响。
3. 讲解金属的电化学腐蚀原理:阐述电化学腐蚀的机理,区分吸氧腐蚀和析氢腐蚀。
4. 讲解金属腐蚀的防护方法:介绍耐腐蚀材料、表面防护、阴极保护和腐蚀监测等方法。
5. 案例分析:分析金属腐蚀事故案例,引导学生理解腐蚀防护的重要性。
6. 小组讨论:让学生围绕实际工程案例,探讨腐蚀防护措施的选择和应用。
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高三化学一轮复习学案《电解池金属的电化学腐蚀与防护》设计人:郭平审核:高三年组使用时间:2016年11月[考纲要求]1、了解电解池的工作原理,写出电极反应和电池反应方程式。
2、理解金属发生电化学腐蚀的原因、金属腐蚀的危害、防止金属腐蚀的措施。
知识点一电解池、电解原理一、电解原理1、电解:使________通过电解质溶液(或熔融的电解质)而在__________引起____________的过程。
2、电解池(也叫电解槽):把____能转化为________能的装置。
(1)构成条件①有与电源相连的两个电极。
②电解质溶液(或熔融盐)。
③形成闭合回路。
(2)电极名称及电极反应式(如图)总方程式:______________________________(3)电子和离子的移动方向特别提醒电解时,在外电路中有电子通过,而在溶液中是依靠离子定向移动形成电流,即电子本身不会通过电解质溶液。
3、分析电解过程的思维程序(1)首先判断阴、阳极,分析阳极材料是惰性电极还是活泼电极。
(2)再分析电解质水溶液的组成,找全离子并分阴、阳两组(不要忘记水溶液中的H+和OH-)。
(3)然后排出阴、阳两极的放电顺序阴极:阳离子放电顺序:Ag+>Fe3+>Cu2+>H+(酸)>Fe2+>Zn2+>H+(水)>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+。
阳极:活泼电极>S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根离子。
注意①阴极不管是什么材料,电极本身都不反应,一定是溶液(或熔融电解质)中的阳离子放电。
②最常用、最重要的放电顺序是:阳极:Cl->OH-;阴极:Ag+>Cu2+>H+。
③电解水溶液时,K+~Al3+不可能在阴极放电,即不可能用电解水溶液的方法得到K、Ca、Na、Mg、Al等金属。
(4)分析电极反应,判断电极产物,写出电极反应式,要注意遵循原子守恒和电荷守恒。
(5)最后写出电解反应的总化学方程式或离子方程式。
二、电解类型及有关计算电解池中有关量的计算或判断主要包括以下方面:根据直流电源提供的电量求产物的量(析出固体的质量、产生气体的体积等)、溶液的pH 、相对原子质量或某元素的化合价、化学式等。
解题依据是得失电子守恒。
知识点二 电解原理的应用 1、电解饱和食盐水 (1)电极反应阳极反应式:___________________________________________ _(________反应) 阴极反应式:_____________________________________________(________反应)(2)总反应方程式:2NaCl +2H 2O=====电解2NaOH +H 2↑+Cl 2↑ 离子反应方程式:2Cl -+2H 2O=====电解2OH -+H 2↑+Cl 2↑ (3)应用:氯碱工业制________、________和________。
2、电镀右图为金属表面镀银的工作示意图,据此回答下列问题: (1)镀件作____极,镀层金属银作____极。
(2)电解质溶液是__________________________________________________________。
(3)电极反应:阳极:_________________________________________________________________; 阴极:_____________________________________________________________。
(4)特点:____极溶解,____极沉积,电镀液的浓度_________________________。
3、电解精炼铜(1)电极材料:阳极为________;阴极为________。
(2)电解质溶液:含Cu 2+的盐溶液。
(3)电极反应:阳极为_______________________________________________________________; 阴极为_________________________________________________________________。
4、电冶金利用电解熔融盐的方法来冶炼活泼金属Na 、Ca 、Mg 、Al 等。
(1)冶炼钠2NaCl(熔融)=====电解2Na +Cl 2↑ 电极反应:阳极:_________________________________________________________________, 阴极:________________________________________________________________。
(2)冶炼铝2Al 2O 3(熔融)=====电解4Al +3O 2↑ 电极反应:阳极:_________________________________________________________________, 阴极:_________________________________________________________________。
问题思考1、如何设计实验验证电解饱和食盐水的各种产物?2、电解过程中放H 2生碱型和放O 2生酸型的实质是什么?3、用惰性电极电解,若要使电解后的溶液复原,应怎样操作?知识点三 金属的腐蚀和防护 1、金属腐蚀的本质金属原子________变为________,金属发生________。
2、金属腐蚀的类型问题思考铁锈是怎样形成的?3、金属的防护(1)电化学防护①牺牲阴极的阳极保护法—________原理 a .________:比被保护金属活泼的金属;b.________:被保护的金属设备。
②外加电流的阴极保护法—________原理a.________:被保护的金属设备;b.________:惰性金属。
(2)改变金属的内部结构,如制成合金、不锈钢等。
(3)加防护层,如在金属表面喷油漆、涂油脂、电镀、喷镀或表面钝化等方法。
4、判断金属腐蚀快慢的规律(1)电解池原理引起的腐蚀>__________引起的腐蚀>________腐蚀>有防护措施的腐蚀。
(2)对同一种金属来说,腐蚀的快慢:强电解质溶液>弱电解质溶液>非电解质溶液。
(3)活泼性不同的两金属,活泼性差别越大,活泼性强的金属腐蚀越________。
(4)对同一种电解质溶液来说,电解质溶液浓度_______________________________,腐蚀越快。
附页:1、下面各容器中盛有海水,铁在其中被腐蚀时由快到慢的顺序是()A.④>②>①>③B.②>①>③>④C.④>②>③>①D.③>②>④>①2、(2011·上海,16)用电解法提取氯化铜废液中的铜,方案正确的是()A.用铜片连接电源的正极,另一电极用铂片B.用碳棒连接电源的正极,另一电极用铜片C.用氢氧化钠溶液吸收阴极产物D.用带火星的木条检验阳极产物3、(2010·海南,9)利用电解法可将含有Fe、Zn、Ag、Pt等杂质的粗铜提纯,下列叙述正确的是()A.电解时以精铜作阳极B.电解时阴极发生还原反应C.粗铜连接电源负极,其电极反应是Cu-2e-===Cu2+D.电解后,电解槽底部会形成含少量Ag、Pt等金属的阳极泥4、(2010·全国理综Ⅱ,29)右图是一个用铂丝作电极,电解稀的MgSO4溶液的装置,电解液中加有中性红指示剂,此时溶液呈红色。
(指示剂的pH变色范围:6.8~8.0,酸色—红色,碱色—黄色)回答下列问题:(1)下列关于电解过程中电极附近溶液颜色变化的叙述正确的是________(填编号);①A管溶液由红变黄② B管溶液由红变黄③A管溶液不变色④B管溶液不变色(2)写出A管中发生反应的反应式:_________________________________________;(3)写出B管中发生反应的反应式:_______________________________________;(4)检验a管中气体的方法是_______________________________________________________________________________________________________________________;(5)检验b管中气体的方法是_______________________________________________________________________________________________________________________;(6)电解一段时间后,切断电源,将电解液倒入烧杯内观察到的现象是____________。
学案33 电解池 金属的电化学腐蚀与防护【课前准备区】 知识点一1.(1)电流 阴、阳两极 氧化还原反应 (2)电 化学(3)阳极 氧化 阴极 还原2.(1)2Cl --2e -===Cl 2↑(2)Cu 2++2e -===Cu(3)CuCl 2=====电解Cu +Cl 2↑ 知识点二1.(1)2Cl --2e -===Cl 2↑ 氧化 2H ++2e -===H 2↑ 还原 (3)烧碱 氯气 氢气 2.(1)阴 阳(2)AgNO 3溶液等含镀层金属阳离子的溶液(3)Ag -e -===Ag +Ag ++e -===Ag (4)阳 阴 不变 3.(1)粗铜 纯铜(3)Cu -2e -===Cu 2+ Cu 2++2e -===Cu4.(1)2Cl --2e -===Cl 2↑2Na ++2e -===2Na(2)6O 2--12e -===3O 2↑ 4Al 3++12e -===4Al 知识点三1.失去电子 金属阳离子 氧化反应 23.(1)①原电池a.负极b.正极②电解a.阴极b.阳极问题思考1.溶液的导电,首先要有电解质的电离,大家知道,非电解质的水溶液并不导电,就是因为溶液中没有自由离子。
因此,电解质溶于水就发生电离,产生了自由离子,该溶液就可以导电。
电解质的导电过程就是其电解过程。
2.电解池的阴、阳极取决于外接电源的正负极,与电极材料的金属活动性无关。
3.向饱和食盐水中滴加几滴酚酞,电解后阴极区域溶液变红,证明有NaOH生成;用两支试管分别收集两极气体,阳极产物用湿润的淀粉-KI试纸验证,阴极产物用爆鸣实验验证。