Question

17．某學(xué)習(xí)小組在探究CO₂與NaOH溶液反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中，先用鋁制易拉罐收集滿一罐CO₂氣體，然后迅速向其中加入一定量的NaOH濃溶液，立即將易拉罐口封閉（不漏氣），輕輕搖動(dòng)易拉罐，發(fā)現(xiàn)易拉罐很快變癟，但過(guò)一段時(shí)間后，易拉罐又重新鼓起來(lái)（反應(yīng)過(guò)程中溫度的變化忽略不計(jì)）．
【提出問(wèn)題】易拉罐為什么先癟后鼓？
【分析猜想】易拉罐開始時(shí)變癟的原因是CO₂+2NaOH═Na₂CO₃+H₂O（用化學(xué)方程式表示），易拉罐重新鼓起的原因是易拉罐中又生成了氣體A，其成分極有可能是CO₂或　H₂．
【查閱資料】①Na₂CO₃具有較強(qiáng)的熱穩(wěn)定性，只有在高溫條件下才會(huì)分解；
②鋁單質(zhì)比較容易被酸、堿腐蝕．
【設(shè)計(jì)方案并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】為了檢驗(yàn)鋁制易拉罐中重新生成的氣體成分，小組又進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)，并記錄了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：

實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
①將易拉罐口打開，迅速用燃著的木條伸入罐口．	發(fā)出“噗”的一聲，產(chǎn)生淡藍(lán)色火焰，片刻后熄滅．	說(shuō)明罐中重新生成的氣體A是氫氣（H2）．
②取少量鋁片于試管中，先加入適量的水，片刻后再加入少量的氫氧化鈉溶液．	先加水，沒有明顯變化，后加入氫氧化鈉溶液后產(chǎn)生無(wú)色無(wú)味的氣體．	說(shuō)明鋁是否與水直接反應(yīng)：否（填“是”或“否”），鋁能夠與NaOH（堿性）溶液反應(yīng)．
③取少量易拉罐中反應(yīng)后的溶液于試管中，加入過(guò)量的稀鹽酸．	產(chǎn)生了無(wú)色無(wú)味氣體，該氣體能使澄清石灰水變渾濁．	說(shuō)明原CO2氣體被NaOH溶液吸收．

【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】①鋁制易拉罐變癟的原因是CO₂被NaOH溶液吸收，②鋁制易拉罐重新鼓起的原因是鋁與NaOH溶液反應(yīng)產(chǎn)生了氣體．
【反思評(píng)價(jià)】小組根據(jù)實(shí)驗(yàn)探究獲得一條對(duì)金屬鋁化學(xué)性質(zhì)的新認(rèn)識(shí)：鋁單質(zhì)既能與酸反應(yīng)，又能與堿反應(yīng)，均能生成氫氣．
【拓展延伸】Al與NaOH溶液反應(yīng)產(chǎn)生了氣體的同時(shí)還生成另一種書寫形式類似于KMnO₄的鹽，請(qǐng)完成下列反應(yīng)化學(xué)方程式：2Al+2NaOH+2H₂O═2NaAlO₂+3H₂↑．當(dāng)然，本實(shí)驗(yàn)只是初步探究，還有進(jìn)一步探究的價(jià)值，有待我們?cè)谝院蟮膶W(xué)習(xí)中去深究．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)堿溶液的化學(xué)性質(zhì)分析解答【分析猜想】，堿溶液能與酸性氧化物反應(yīng)，二氧化碳與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，氣壓減�。�
（2）根據(jù)信息“鋁單質(zhì)比較容易被酸、堿腐蝕”；氫氧化鈉與二氧化碳反應(yīng)完之后剩余的氫氧化鈉溶液又與鋁反應(yīng)生成氫氣，通過(guò)對(duì)照實(shí)驗(yàn)易拉罐中加入水不反應(yīng)，即可說(shuō)明氫氧化鈉與鋁發(fā)生了反應(yīng)；根據(jù)化學(xué)方程式推斷物質(zhì)的化學(xué)式，可根據(jù)反應(yīng)前后原子種類和個(gè)數(shù)不變來(lái)推斷．

解答 解：【分析猜想】二氧化碳能與堿溶液反應(yīng)，使罐內(nèi)氣體減少，壓強(qiáng)減小，易拉罐變癟；化學(xué)方程式為：CO₂+2NaOH═Na₂CO₃+H₂O
【設(shè)計(jì)方案并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】
（2）根據(jù)題中信息，易拉罐中產(chǎn)生的氣體能燃燒，產(chǎn)生淡藍(lán)色火焰，說(shuō)明二氧化碳與加入的氫氧化鈉溶液反應(yīng)完之后，剩余的氫氧化鈉溶液與鋁發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生氫氣．
（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟②取少量鋁片于試管中，先加入適量的水，無(wú)明顯變化，說(shuō)明鋁不能與水反應(yīng)，再加入少量的氫氧化鈉溶液．產(chǎn)生無(wú)色無(wú)味的氣體氫氣，說(shuō)明鋁與氫氧化鈉溶液中的氫氧化鈉反應(yīng)而不是與水反應(yīng)．由此可得出鋁能與氫氧化鈉等堿性溶液反應(yīng)．
【反思評(píng)價(jià)】根據(jù)金屬的化學(xué)性質(zhì)可知，鋁能與酸反應(yīng)，由上述實(shí)驗(yàn)可知鋁又能與堿溶液反應(yīng)，故鋁的化學(xué)性質(zhì)為：鋁單質(zhì)既能與酸反應(yīng)，又能與堿反應(yīng)，均能生成氫氣．
【拓展延伸】根據(jù)反應(yīng)前后原子種類不變，原子個(gè)數(shù)不變，
反應(yīng)前Al、Na、H、O的原子個(gè)數(shù)分別為：2、2、6、4，反應(yīng)前Al、Na、H、O的原子個(gè)數(shù)分別為：0、0、6、0，可推出化學(xué)式為NaAlO₂ ．
故答案為：【分析猜想】CO₂+2NaOH═Na₂CO₃+H₂O；
【設(shè)計(jì)方案并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】

實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
①將易拉罐口打開，迅速用燃著的木條伸入罐口．	發(fā)出“噗”的一聲，產(chǎn)生淡藍(lán)色火焰，片刻后熄滅．	說(shuō)明罐中重新生成的氣體A是 氫氣（H2）．
②取少量鋁片于試管中，先加入適量的水，片刻后再加入少量的氫氧化鈉溶液．	先加水，沒有明顯變化，后加入氫氧化鈉溶液后產(chǎn)生無(wú)色無(wú)味的氣體．	說(shuō)明鋁是否與水直接反應(yīng)：否（填“是”或“否”），鋁能夠與 NaOH（堿性）溶液反應(yīng)．
③取少量易拉罐中反應(yīng)后的溶液于試管中，加入過(guò)量的稀鹽酸．	產(chǎn)生了無(wú)色無(wú)味氣體，該氣體能使澄清石灰水變渾濁．	說(shuō)明原CO2氣體被NaOH溶液吸收．

【反思評(píng)價(jià)】鋁單質(zhì)既能與酸反應(yīng)，又能與堿反應(yīng)，均能生成氫氣；
【拓展延伸】NaAlO₂．

點(diǎn)評(píng) 本題是一新信息題，關(guān)健是能將題中信息提煉加工成有用信息，并應(yīng)用信息解決新問(wèn)題的能力．