铝和氢氧化钠反应的反应方程式为：2Al + 2NaOH + 2H2O → 2NaAlO2 + 3H2↑。这个化学过程实际上是一个典型的置换反应，涉及铝与氢氧化钠溶液中的氢氧根离子之间的相互作用。下面详细解析这个化学过程。
需要了解反应中的各个物质。铝是一种活泼的金属，具有还原性；氢氧化钠是一种强碱，其溶液中含有氢氧根离子。当铝与氢氧化钠溶液接触时，铝会迅速与之发生反应。
在反应过程中，铝会失去电子，表现出还原剂的特性。而氢氧化钠溶液中的氢氧根离子则接受这些电子。这个电子转移过程导致了化学能的变化，并产生了新的化合物。具体来说，铝与氢氧根离子结合，生成了偏铝酸钠（NaAlO2）。溶液中的水分子也参与了反应，水分子中的氢原子与铝反应，生成氢气（H2）作为副产品。
反应过程中还涉及到原子和离子的重新排列。具体来说，每个铝原子会与四个钠离子和六个氢氧根离子结合，形成偏铝酸钠。每个氢氧根离子会与两个钠离子结合形成氢氧化钠分子。这些离子和分子的重新排列导致了新的化合物的形成和氢气的释放。这个过程可以简单地表示为：铝失去电子，氢氧化钠和水分子得到电子并产生偏铝酸钠和氢气。在这个过程中，化学反应遵循了守恒原则，即原子和电荷的守恒。这个置换反应实际上是一种典型的氧化还原反应，其中铝作为还原剂失去电子被氧化，而氢氧化钠作为氧化剂接受电子被还原。整个化学过程涉及到化学键的断裂和形成，伴随着能量的变化和转移。这个反应在生活中有一定的应用价值。例如，在处理一些与铝相关的工业废水时，可以通过加入氢氧化钠溶液来去除废水中的铝离子，从而达到净化水质的目的。这个反应也为我们理解其他金属与碱溶液之间的相互作用提供了基础知识和思路。铝与氢氧化钠之间的化学反应是一个典型的置换反应涉及电子转移、化学键的断裂和形成以及新化合物的生成。这个反应在生活中有一定的应用价值，并且为我们理解其他相关化学反应提供了基础知识和思路。