对一道试题的思考

试题：

通过学习，同学们利用硝酸铵溶于水能迅速降温来制作冷敷袋，硝酸铵与其他物质混合也能达到类似效果吗？

【查阅资料】

①某冷敷袋主要成分：硝酸铵（NH₄NO₃）、十水合碳酸钠（Na₂CO₃•10H₂O）。

②Na₂CO₃•10H₂O的相对分子质量为286，易分解：Na₂CO₃•10H₂O＝Na₂CO₃+10H₂O。

【提出问题】冷敷袋内Na₂CO₃•10H₂O能否用实验室常见的Na₂CO₃代替？

【进行实验】在实验室通风橱中进行如下实验（室温为21.6℃）：

	实验1	实验2
实验操作	取2.12gNa₂CO₃与3.20gNH₄NO₃于烧杯中混合，搅拌10秒后测量温度	取5.72gNa₂CO₃•10H₂O与3.20gNH₄NO₃于烧杯中混合，搅拌10秒后测量温度
实验现象	温度降至19.5℃闻到刺激性气味	温度降至3.1℃，闻到刺激性气味
实验结论	Na₂CO₃（填“能”或“不能”）代替Na₂CO₃•10H₂O

【实验分析】

（1）5.72gNa₂CO₃•10H₂O完全分解生成Na₂CO₃的质量为g。

（2）实验2中取Na₂CO₃•10H₂O的质量为5.72g的原因是，Na₂CO₃•10H₂O中结晶水的作用是。

【继续探究】询问老师，获知实验中生成的刺激性气味气体是氨气，且NH₄NO₃溶液呈酸性。联想到碳酸钠与稀盐酸的反应，猜测还有CO₂生成，进行如图所示的实验，一会儿后观察到玻璃片上，证明猜测正确，二氧化碳与澄清石灰水反应的化学方程式为。

【反思评价】结合探究实验，仅从环保的角度分析，日常生活中不使用硝酸铵与十水合碳酸钠制作冷敷袋的具体原因是。

【感悟应用】设计一款冷敷袋需综合考虑多方面的因素，如环保、成本和（写一条即可）等。

本题基于硝酸铵溶于水吸收热量，提出问题展开探究，联系某冷敷袋药剂成分开始探究，探究一是能否用无水碳酸钠代替十水合碳酸钠，题目提供实验方案与实验现象，要求分析实验得出结论，然后根据对比实验中的现象，探究产生的气体中是否有二氧化碳，设计实验进行探究，要求考生补充实验现象，并写出检验二氧化碳的反应的化学方程式，然后要求学生根据试题信息分析为什么生活中不使用这种冷敷袋的具体原因，最后，要求学生完善设计冷敷袋需综合考虑的因素。

试题选材贴合生活，整题的逻辑清晰，也有探究价值。

但本题也存在明显的不足：

其一，探究能否用无水碳酸钠代替十水合碳酸钠的实验，控制变量了吗？尽管题中提供了十水合碳酸钠易分解生成无水碳酸钠和水，水、无水碳酸钠、十水合碳酸钠是三种不同的纯净物，混合过程中十水合碳酸钠是否立即或很快分解，至少需要时间，且十水合碳酸钠分解应该是吸热反应，根据题中信息，混合搅拌时吸收热，不利于十水合碳酸钠分解，因此设计实验时，是否需补充一个实验：取取5.72gNa₂CO₃与3.20gNH₄NO₃于烧杯中混合，搅拌10秒后测量温度？

其二，根据试题的标答，实验中结晶水的作用是为反应提供溶剂或迅速降低温度，但上述实验中并不有充分的证据可证明这一点，即试题并未提供充分的证据让学生判断，学生只能乱填，首先，硝酸铵溶于水吸热，但该冷敷袋工作原理肯定不是基于这一点，否则就不用加十水碳酸钠，用水可以降低成本，因此从一点无法让学生想到溶剂，其二冷敷袋工作后剩余物质并没有变成溶液，仍然是固体，因此无法让学生想到溶剂，因此结晶水的作用是什么，学生无法判断，估计命题人也不好回答，至于迅速降温，是基于什么原理呢？是由于水的比热容最大吗？那为什么要硝酸铵，或为什么不多加点水呢？没有查阅相关文献的我，这空最好不设。

欢迎指正。