电解水时，为什么正负极产生的气体体积比是2:1？

电解水时，为什么正负极产生的气体体积比是2:1？
参考答案：电解水的过程中，水分子（H₂O）在电流的作用下分解成氢气（H₂）和氧气（O₂）。这个过程可以通过以下的化学反应方程式来表示：
\[ 2H_2O(l) \rightarrow 2H_2(g) + O_2(g) \]
从这个方程式可以看出，每分解两摩尔的水分子，会产生两摩尔的氢气和一摩尔的氧气。
在电解池中，水分子在负极（阴极）处被还原生成氢气，在正极（阳极）处被氧化生成氧气。具体的半反应方程式如下：
1.阴极（负极）反应：
\[ 2H_2O + 4e^- \rightarrow 2H_2(g) + 4OH^- \]
2.阳极（正极）反应：
\[ 4OH^- \rightarrow O_2(g) + 2H_2O + 4e^- \]
从这两个半反应可以看出，在阴极处，每产生两摩尔的氢气（H₂），在阳极处，只产生一摩尔的氧气（O₂）。因此，氢气的体积是氧气的两倍。
根据理想气体定律，在相同温度和压力下，气体的体积与气体的摩尔数成正比。因此，电解水时，正负极产生的气体体积比是2:1。