原电池

原电池是一个交互式 3D 电化学实验室，学生可以在其中组装自发的氧化还原半电池并测量电池电压。两个玻璃烧杯盛有浸入其水溶液离子中的金属电极，由发光的 KNO3 U 形管盐桥和带有数字伏特计的外部导线电路连接。学生可以选择或点击电极以在镁、锌、铁、铜和银之间切换，调整电解质摩尔浓度，或将电极拉出溶液以断开电路。实时动画显示发光的电子从阳极流向阴极，而 K+ 阳离子和 NO3- 阴离子则通过盐桥迁移以保持电中性。

• 从经典的丹尼尔电池（左 = Zn，右 = Cu，浓度 1.0 M）开始，验证伏特计读数位 +1.10 V，且电子从 Zn 流向 Cu。
• 将左侧电极切换为镁 (Mg)，右侧电极切换为银 (Ag)，以实现 +3.17 V 的最大标准电池电位。
• 两个半电池选择相同的金属（如 Cu 和 Cu），并确认电池电位降至 0.00 V，无净电子流。
• 将任意金属电极板向上拉出电解质溶液，观察伏特计立即降至 0.00 V（开路）。
• 当您将 Cu 放在左侧、Zn 放在右侧时，观察盐桥内的紫色 K+ 和绿色 NO3- 离子反向移动。

1. 1根据标准还原电位计算标准电池电位 E°cell = E°(阴极) - E°(阳极)。
2. 2将阳极识别为氧化部位（更负的 E°），将阴极识别为还原部位（更正的 E°）。
3. 3解释为什么电子通过外部导线从阳极流向阴极，而盐桥阳离子向阴极烧杯迁移。
4. 4描述当两个电极相同时或当电极失去与电解质的接触时电池电压会发生什么变化。

教师常问的问题