1. 学习小组开展“发热袋的模拟制作”的跨学科实践活动。
活动一：探秘发热袋的发热原理及使用方法。
（1）市面上有一款发热袋被称为“掰掰热暖手宝”（如图所示），包装袋中盛有过饱和醋酸钠溶液和一块小铁片。

【查阅资料】溶液中溶质的量超过它的溶解度，这种溶液称为过饱和溶液，一般是较高温度的饱和溶液急速冷却形成的；过饱和溶液不稳定，如果搅拌、使溶液受到震动或往溶液里投入固体“晶种”，溶液里的过量溶质就会马上结晶析出。
① 醋酸钠的制取方法之一是用纯碱与醋酸溶液（主要成分为 $ \mathrm{CH}_3\mathrm{COOH} $）反应制得，已知醋酸在溶液中电离产生 $ \mathrm{H}^+ $ 和 $ \mathrm{CH}_3\mathrm{COO}^- $，写出纯碱与醋酸溶液反应的化学方程式：。
② 使用“掰掰热暖手宝”时只要掰动小铁片，袋中的溶液受到震动会结晶，这个过程会（填“放热”或“吸热”）。
③ “掰掰热暖手宝”可重复使用，方法：将用过的暖手宝放入开水中煮 $ 3 \sim 5 \mathrm{min} $，其中的醋酸钠晶体全部溶解形成过饱和溶液，就可再次使用。由此推测，暖手宝的外包装袋应具备的性质是，醋酸钠的溶解度受温度的影响情况为。
活动二：模拟制作简易发热袋。
（2）兴趣小组认为制作简易发热袋时，配制合适的过饱和醋酸钠溶液是关键。
① “合适的过饱和醋酸钠溶液”是指溶液结晶时且持续的时间长，确保发热袋的功效。
② 兴趣小组经过多次探究，发现配制合适的过饱和醋酸钠溶液时醋酸钠与水的质量比不超过 $ 1:1 $。在 $ 10^{\circ}\mathrm{C} $ 时，某同学带的外包装袋能盛放 $ 20\mathrm{mL} $ 水，要配成该温度下合适的过饱和溶液，理论上加入醋酸钠的质量 $ m $ 的范围是(已知 $ 10^{\circ}\mathrm{C} $ 时醋酸钠的溶解度为 $ 40.8\mathrm{g} $)。

2. 在寒冷的冬天，市场上各种各样的发热袋热销。某跨学科实践小组对发热袋的原理展开探究并进行简易发热袋的制作。
任务一：探究发热袋的原理。
【展开调查】
有一种发热产品“掰掰热”暖手袋(密封性好)如图所示，用手掰一下袋内的金属片，溶液便迅速结晶，温度就会改变；再次使用时，只要把“掰掰热”放入沸水中加热，使袋内固体消失后，再次掰一下袋内的金属片，温度便又会改变。因此，此产品可反复使用。

【查阅资料】
Ⅰ. 袋内的液体是醋酸钠的过饱和溶液。
Ⅱ. 当溶液中溶质的质量分数已超过该温度和压力下饱和溶液的溶质质量分数，而溶质仍不析出的现象叫过饱和现象，此时的溶液称为过饱和溶液。
Ⅲ. 醋酸钠过饱和溶液是一种处于不稳定状态的溶液，若溶液受到震动或者向溶液中加入溶质晶体，溶液中便会出现晶核——溶质析出的聚集中心，这时溶液中过量溶解的溶质就会析出而成为饱和溶液，即转化为稳定状态。
【交流讨论】
(1)分析问题：根据上述资料，回答如下问题：
① 在使用过程中，“掰掰热”暖手袋内液体中产生的固体物质是。
② 掰发热袋内金属片的作用是。
③ “掰掰热”再次使用时，只要把“掰掰热”放入沸水中加热，此时溶液质量(填“增大”或“减小”)。
④ 实验室的桌面上现有一个装有醋酸钠过饱和溶液的烧杯，若要使溶质从溶液中析出，可采取下列方法中的(填字母)。
a. 加入少量醋酸钠晶体
b. 摩擦烧杯壁
c. 过度冷却
d. 用玻璃棒搅拌
任务二：简易发热袋的模拟制作。
【查阅资料】如表所示为不同温度下醋酸钠的溶解度(已知蒸馏水的密度为 $ 1\mathrm{g}·\mathrm{cm}^{-3} $)。

【溶液配制】配制一定浓度的过饱和醋酸钠溶液。
第 1 步：$ 20^{\circ}\mathrm{C} $ 时，取一只 $ 250\mathrm{mL} $ 的烧杯，装 $ 50\mathrm{mL} $ 的蒸馏水，加入一定量醋酸钠使其溶于水中，直到无法溶解为止。
第 2 步：在烧杯内再多加一倍量的醋酸钠，然后加热使其完全溶解。
第 3 步：将溶解完的醋酸钠溶液放到室温下，使它急速冷却，无晶体析出，形成 $ 20^{\circ}\mathrm{C} $ 时的过饱和溶液。
(2)① 在配制醋酸钠的过饱和溶液时，需要用到的实验器材有铁架台、陶土网、酒精灯、温度计、天平、(填一个即可)等。
② 第 1 步中，加入烧杯中的醋酸钠的质量至少为 $ \mathrm{g} $，所得溶液的溶质质量分数约为(结果精确至 $ 1\% $)。
③ 第 3 步中，醋酸钠溶液急速冷却至室温的过程中，溶液的溶质质量分数(填“变大”“变小”或“不变”)。
【交流反思】
(3)实验后，小组同学对实验中的注意事项进行了反思总结：为了防止杂质进入溶液中，引起溶液结晶，制备溶液时应(写一条即可)。