【正文】       一、问题的发现
        在化学必修1第三章第一节中，我们学到铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠与氢气，2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑在反应中，铝作还原剂，氢气是还原产物，但是在水中也有氢元素，在氢氧根中也有氢元素，氢元素被还原到底是氢氧化钠中还是水中的氢元素呢？还是两个都被还原呢？为了验证到底是谁被还原，我们做了如下试验。
       二、实验过程
        阶段实验一
        实验一： 铝片与氢氧化钠溶液反应 铝与水在常温下反应我们知道了铝与氢氧化钠溶液的反应反应方程式：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑，现象：此反应一开始时反应不明显，随后有大量气泡冒出，生成可燃性气体，所以生成了H2。由金属活动性表中，我们得知铝的活动性比铁更活泼，且铁能与水蒸气反应，所以，我们作了假设铝也能跟水发生反应。
        化学反应方程式：3Fe+4H2O(g)=Fe3O4+4H2↑ 2Al+6H2O=2Al(OH)3↓+3H2↑但实验现象铝片在水中无明显现象。水中的氢是否被还原？由上面可知：铝和水在常温下是不反应的，或是发生微量的反应。我们带着问题进行猜想：倘若水不是氧化剂，那么氧化剂就只有是氢氧化钠。
        实验二： 铝与氢氧化钠反应
        我们用打磨过的铝与氢氧化钠固体放入试管中，并用酒精灯加热至氢氧化钠变为熔融状态，并准备用排水法收集气体。如果，氢氧化钠和铝反应，那么所收集的气体一定是具可燃性的氢气。过3分钟后，有小量气泡从导管中冒出，然后便没有气泡冒出。检验收集到的气体，可是气体不具可燃性。过一段时间后，导管里的水柱有所上升。实验分析这是因为铝和试管中的氧气发生反应，使试管内的气压降低，致使导管内水倒流，所以水柱上升。
        结论：NaOH在熔化条件下不与Al反应。
        偶然的发现：在此实验之后，我们将刚刚实验完的试管（里面还有反应时的药品）冷却后，加入三分之二试管的水，进行清洗试管，试管内立即发生剧烈反应并有大量沉淀和气泡生成，同时可以清晰地看到有气泡和铝片及固体的絮状残留物。
        此时，氢氧化钠固体不断溶解，当溶解完毕时，反应仍然继续进行，直到铝片完全溶解，但沉淀没有消失，还不断增加。
        实验假设：假如只发生：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑
        NaAlO2是钠盐，能溶于水，那么，除了发生上述反应，是否还应有另一个生成氢氧化铝的反应呢？
        提出假设：这些沉淀是什么呢？①有可能是偏铝酸钠，因为可能生成大量的偏铝酸钠，在溶液中达到饱和状态而析出；②也可能是氢氧化铝。根据前面所学知识，新制的氢氧化铝是絮状物，由于它表面积大可做净水剂，而现在得到的沉淀是絮状物。为了验证沉淀是什么物质，我们做了如下实验：
        我们把沉淀过滤，用水洗涤沉淀三次。 发现只有部分沉淀溶解于滤液中，滤纸上还有大量白色固体。然后把滤纸上大量固体放在蒸发皿上加热、蒸干。 再取少量放入试管中，加入纯水，沉淀不溶解。然后分别加入盐酸或氢氧化钠溶液，发现沉淀溶解。所以，在试管中发生的反应生成了大量的氢氧化铝。
        实验分析：
        氢氧化铝与氢氧化钠是不能共存的：Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O。说明氢氧化铝是在氢氧化钠全部消耗掉的情况下生成的。
初步结论：
         在进行了以上三个实验以后，我们发现，单纯地利用氢氧化钠固体通过加热的条件来与铝反应并不能产生气体，可是一旦水加入反应，反应就会剧烈起来，这是因为在铝的表面的致密的氧化膜完全消失，AL2O3+2 NaOH=2 NaAlO2+H2O。所以铝便能和水反应，所以有气泡和沉淀生成，这样我们可以确定氢氧化钠并不和铝发生反应，也否认了［实验一］中铝和水不反应这一结论。所以，不是氢氧化钠中氢元素被还原，而是铝和氢氧化钠溶液中的水反应，水中氢元素被还原出来。
        阶段实验二
        为了进一步证明水是反应中的氧化剂，我们继续如下试验：
        我们用一个蒸馏烧瓶装入蒸馏水，滴入几滴酚酞试剂，然后将经氢氧化钠溶液浸泡的铝片（除去表面氧化膜）用水清洗后，放入烧瓶中，用胶塞塞紧并检查气密性，并将连接好的导管放进水槽，开始用酒精灯加热。通过实验的顺利进行，我们终于成功地收集到了一试管的气体，经检验该气体为氢气，但检验时仍有尖锐爆鸣声，说明气体仍不够纯正，可能混有原来烧瓶中的空气；之后我们再一次收集气体，这一次，我们成功地得到较纯正的气体，并且在烧瓶中的酚酞变红。所以，证明之前的结论是正确的。
        三、分析与总结
        我们的实验经过探究讨论之后，制定了相关实验方案，实验时依照计划按部就班地进行，得出相应结论，以下为我们对实验的分析和总结。
        实验分析一
        将铝片放入熔融的氢氧化钠固体中，看到水槽内的导管中有水柱倒吸，证明铝和熔融氢氧化钠固体反应并不生成气体，因为若有气体生成，导管内的水柱不应该倒吸而应该有气泡冒出，我们认为造成水柱倒吸是因为铝片与试管内的氧气反应生成氧化铝，造成气压降低，气压改变是水柱倒吸的原因。
        然后我们通过实验证明铝只在氢氧化钠溶液中反应而不在氢氧化钠固体中反应，这样就否定了氢氧化钠在该反应中作氧化剂的猜想，而认定氢氧化钠在该反应中只是和铝片表面的氧化铝反应，从而使水和铝充分反应生成氢气和氢氧化铝，氢氧化铝再与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠。
        2Al+6H2O=2Al(OH)3+3H2↑ Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O
所以，Al与水反应是有条件的，Al不与水反应也是有条件的。
        实验分析二
        在第二阶段的实验中我们进一步验证水与铝发生了反应，并且生成了氢气，水在该反应中作氧化剂的猜想，产生的氢气是水中氢元素的还原产物。由此还可知，在这一反应中，当有2mol铝反应时，就有6mol的水作氧化剂。氧化剂与还原剂的比是3∶1，电子转移数为6mol。