Question

17．某学习小组在探究CO₂与NaOH溶液反应的实验中，先用铝制易拉罐收集满一罐CO₂气体，然后迅速向其中加入一定量的NaOH浓溶液，立即将易拉罐口封闭（不漏气），轻轻摇动易拉罐，发现易拉罐很快变瘪，但过一段时间后，易拉罐又重新鼓起来（反应过程中温度的变化忽略不计）．
【提出问题】易拉罐为什么先瘪后鼓？
【分析猜想】易拉罐开始时变瘪的原因是CO₂+2NaOH═Na₂CO₃+H₂O（用化学方程式表示），易拉罐重新鼓起的原因是易拉罐中又生成了气体A，其成分极有可能是CO₂或　H₂．
【查阅资料】①Na₂CO₃具有较强的热稳定性，只有在高温条件下才会分解；
②铝单质比较容易被酸、碱腐蚀．
【设计方案并进行实验】为了检验铝制易拉罐中重新生成的气体成分，小组又进行如下实验，并记录了相应的实验现象：

实验步骤	实验现象	实验结论
①将易拉罐口打开，迅速用燃着的木条伸入罐口．	发出“噗”的一声，产生淡蓝色火焰，片刻后熄灭．	说明罐中重新生成的气体A是氢气（H2）．
②取少量铝片于试管中，先加入适量的水，片刻后再加入少量的氢氧化钠溶液．	先加水，没有明显变化，后加入氢氧化钠溶液后产生无色无味的气体．	说明铝是否与水直接反应：否（填“是”或“否”），铝能够与NaOH（碱性）溶液反应．
③取少量易拉罐中反应后的溶液于试管中，加入过量的稀盐酸．	产生了无色无味气体，该气体能使澄清石灰水变浑浊．	说明原CO2气体被NaOH溶液吸收．

【实验结论】①铝制易拉罐变瘪的原因是CO₂被NaOH溶液吸收，②铝制易拉罐重新鼓起的原因是铝与NaOH溶液反应产生了气体．
【反思评价】小组根据实验探究获得一条对金属铝化学性质的新认识：铝单质既能与酸反应，又能与碱反应，均能生成氢气．
【拓展延伸】Al与NaOH溶液反应产生了气体的同时还生成另一种书写形式类似于KMnO₄的盐，请完成下列反应化学方程式：2Al+2NaOH+2H₂O═2NaAlO₂+3H₂↑．当然，本实验只是初步探究，还有进一步探究的价值，有待我们在以后的学习中去深究．

Answer 1

分析 （1）根据碱溶液的化学性质分析解答【分析猜想】，碱溶液能与酸性氧化物反应，二氧化碳与氢氧化钠溶液反应，气压减小．
（2）根据信息“铝单质比较容易被酸、碱腐蚀”；氢氧化钠与二氧化碳反应完之后剩余的氢氧化钠溶液又与铝反应生成氢气，通过对照实验易拉罐中加入水不反应，即可说明氢氧化钠与铝发生了反应；根据化学方程式推断物质的化学式，可根据反应前后原子种类和个数不变来推断．

解答 解：【分析猜想】二氧化碳能与碱溶液反应，使罐内气体减少，压强减小，易拉罐变瘪；化学方程式为：CO₂+2NaOH═Na₂CO₃+H₂O
【设计方案并进行实验】
（2）根据题中信息，易拉罐中产生的气体能燃烧，产生淡蓝色火焰，说明二氧化碳与加入的氢氧化钠溶液反应完之后，剩余的氢氧化钠溶液与铝发生反应产生氢气．
（3）根据实验步骤②取少量铝片于试管中，先加入适量的水，无明显变化，说明铝不能与水反应，再加入少量的氢氧化钠溶液．产生无色无味的气体氢气，说明铝与氢氧化钠溶液中的氢氧化钠反应而不是与水反应．由此可得出铝能与氢氧化钠等碱性溶液反应．
【反思评价】根据金属的化学性质可知，铝能与酸反应，由上述实验可知铝又能与碱溶液反应，故铝的化学性质为：铝单质既能与酸反应，又能与碱反应，均能生成氢气．
【拓展延伸】根据反应前后原子种类不变，原子个数不变，
反应前Al、Na、H、O的原子个数分别为：2、2、6、4，反应前Al、Na、H、O的原子个数分别为：0、0、6、0，可推出化学式为NaAlO₂ ．
故答案为：【分析猜想】CO₂+2NaOH═Na₂CO₃+H₂O；
【设计方案并进行实验】

实验步骤	实验现象	实验结论
①将易拉罐口打开，迅速用燃着的木条伸入罐口．	发出“噗”的一声，产生淡蓝色火焰，片刻后熄灭．	说明罐中重新生成的气体A是 氢气（H2）．
②取少量铝片于试管中，先加入适量的水，片刻后再加入少量的氢氧化钠溶液．	先加水，没有明显变化，后加入氢氧化钠溶液后产生无色无味的气体．	说明铝是否与水直接反应：否（填“是”或“否”），铝能够与 NaOH（碱性）溶液反应．
③取少量易拉罐中反应后的溶液于试管中，加入过量的稀盐酸．	产生了无色无味气体，该气体能使澄清石灰水变浑浊．	说明原CO2气体被NaOH溶液吸收．

【反思评价】铝单质既能与酸反应，又能与碱反应，均能生成氢气；
【拓展延伸】NaAlO₂．

点评 本题是一新信息题，关健是能将题中信息提炼加工成有用信息，并应用信息解决新问题的能力．