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原电池是把化学能转变为电能的装置,因此原电池是两种不同导体用导线相连放于电解质溶液中,原电池无外加电源。电解池则是把电能转变为化学能的装置,因此电源一定要有外加直流电源。因此,只需根据装置中有无外加直流电源,即可区别原电池与电解池。而区别电解池与电镀池的最简单方法是看阳极材料,若阳极为惰性材料电极则为电解池,否则为电镀池。电镀池的阳极材料为镀层金属,电解质溶液应含镀层金属的阳离子。
那么,若是用原电池带动电解池时,又如何判断哪个是原电池?哪个是电解池?
【例1】按下图装置进行实验,并回答下列有关问题:
(1)判断装置的名称:A池为______,B池为______。
(2)锌为______极,电极反应式为______。
铜为______极,电极反应式为______。
石墨棒C1为______极,电极反应式为______。
石墨棒C2为______极,电极反应式为______。
(3)当C2极上析出224mL气体(标准状态)时,锌的质量变化了(增加或减少)____克,CuSO4溶液的质量变化了(增加或减少)____克。
【分析】A池中Zn、Cu放入CuSO4溶液中,它们构成原电池。B池中,两个电极均为石墨电极,在以A池为电源的情况下构成电解池。即以A为原电池来带动B电解池。A池中Zn为负极,Cu为正极;B池中C1为阳极,C2为阴极,C2极上析出的气体为H2。
电路上转移电子物质的量为0.01×2=0.02mol
故Zn极上有0.01mol的Zn溶解,即Zn极质量减少0.01×65=0.65(g)
Cu极上有0.01mol的Cu析出,即CuSO4溶液的质量增加了0.01×(65-64)=0.01(g)
【答案】(1)A池为原电池,B池为电解池。
(2)A池中,Zn为负极,Zn-2e====Zn2+
Cu为正极,Cu2++2e====Cu
B池中,C1为阳极,4OH--4e====2H2O+O2↑
C2为阴极,4H++4e====2H2↑
(3)Zn的质量减少0.65g,CuSO4溶液质量增加0.01g。
【例2】下图所示的装置中各是什么池?
A池是____,B池是____,C池是____。
【分析】由图可知B池是电解池。A池、C池中若两极各自单独相连时都可形成原电池。两极的金属活动性相差越大,所形成的原电池的电动势也就越大。如在1mol/L的电解质溶液中和常温下,用下列金属构成原电池的电动势数值如下:
可知Cu-Zn原电池的电动势大于Ag—Cu原电池的电动势。若A池与C池相连时,A为原电池,C为电解池。又C池中的阳极材料为Ag,电解质溶液为AgNO3溶液,故C池是一个电镀池,是在Cu上镀银。
A池中Zn为负极,Cu为正极;B池中C1为阳极,C2为阴极;C池中Ag为阳极,Cu为阴极。
这个装置是用一个原电池,串联着一个电解池和一个电镀池。
【答案】A是原电池,B是电解池,C是电镀池。
池中C1为阳极,C2为阴极;C池中Ag为阳极,Cu为阴极。
这个装置是用一个原电池,串联着一个电解池和一个电镀池。
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