金属铝与氢氧化钠溶液反应实验
实验原理
铝是一种化学性质活泼的金属，能够与多种物质发生反应。它不仅能与酸反应，还能够与强碱反应。在常温下，铝与氢氧化钠溶液反应时，会生成氢气并形成偏铝酸钠（NaAlO₂）或铝酸钠（NaAl(OH)₄）。这个反应的特点是能够产生大量气体，且反应过程中伴随有较为明显的物理现象。
实验器材与试剂
仪器：铁架台、铁夹、试管、导管、镊子、砂纸、点、老虎钳等
试剂：洗涤剂、6mol/L氢氧化钠溶液、铝条
实验步骤
仪器准备
按照实验要求，组装好所需仪器，确保装置牢固稳定。
处理铝条
使用砂纸将铝条的表面轻轻打磨，以去除其氧化层。将铝条剪成适当长度后，放入反应试管中，准备进行化学反应。
添加氢氧化钠溶液
向试管内加入6mol/L的氢氧化钠溶液，并迅速将磨口塞塞好，确保试管密封。将试管固定在铁架台上，且插入导管的另一端应盛有洗涤液的蒸发皿中。观察试管内的反应现象。
现象：铝条表面迅速产生大量气泡，溶液显得逐渐浑浊，呈现乳白色。这是由于气泡的形成导致溶液出现了明显的变化。在蒸发皿中的洗涤液表面，气泡也开始显现，并且气泡逐渐增大。
点燃气体
待蒸发皿中洗涤液表面起大量气泡后，使用点点燃气体。这时，观察到实验中产生了响亮的爆鸣声，并且有火焰从气泡处逸出。
现象：气体被点燃后，反应伴随有爆鸣声，并且火焰瞬间燃起。这是氢气与空气中的氧气发生燃烧反应的结果。
实验安全注意事项
在进行该实验时，必须佩戴适当的安全装备，尤其是防护眼镜和手套，以确保实验过程中不会受到化学试剂或火焰的伤害。操作时要小心谨慎，避免气体泄漏。
讨论题
为了确保实验能够顺利产生大量气泡，在进行实验之前应注意哪些事项？
如何验证实验过程中除了氢气之外的其他产物？
在市面上购买的铝条或铝片，与酸或碱长时间反应后，溶液和铝表面常常会残留黑色物质。假设你要研究这种黑色物质的组成，请设计一个合理的实验方案。
通过本次实验，我们不仅可以深入了解铝与氢氧化钠反应的化学过程，还能观察到气体生成与燃烧的现象。实验结果也为我们提供了关于铝与碱反应中生成产物的直观体验。