Из раствора получили меньше кристаллов, чем в нём было соли. Это обязательно потеря? Посчитаем, что осталось в маточном растворе.
Учителю: подготовка и план на 45 минут
Таблицы растворимости и масс, калькулятор, рисунок стадий. На уроке не нагревать растворы: используются учебные данные и заранее приготовленные взрослым образцы или только рисунок. Выращивание кристаллов — отдельно длительный процесс, не требование получить их за 45 минут. Предпосылки: раствор, процент, сохранение массы. В условии вещество X модельное, не рецепт конкретного реактива; неизвестные вещества не смешивают. Ученический вариант полностью бумажный.
| Минуты | Работа | Проверяемый продукт |
|---|---|---|
| 0–5 | Проблемная ситуация | Вопрос и проверяемое предположение |
| 5–14 | Понятия и разобранный пример | Пояснение величин и метода |
| 14–25 | Практика 1 | Расчёт, схема или протокол по данным |
| 25–33 | Практика 2 | Решение на новых условиях |
| 33–40 | Обсуждение | Аргумент, альтернатива и вывод |
| 40–45 | Индивидуальная проверка | Самостоятельный ответ и исправление |
Все тексты, рисунки и данные включены. Без регистрации: распечатайте ученическую часть PDF или используйте доску. Ответы открывайте после самостоятельной попытки. Минуты включают чтение, записи и переходы. В конце соберите индивидуальную работу. 0–1 балл: разобрать пример повторно; 2–3: уточнить пропущенное звено; 4: объяснить ограничение модели. Это обратная связь, не обязательная школьная отметка.
01. Проблемная ситуация
0–5 минут · Вопрос и проверяемое предположение
В горячем растворе было 30 г X и 100 г воды. После охлаждения собрано 18 г сухих кристаллов. Ученик пишет: «12 г потеряли». За 2 минуты предложите два объяснения, за 2 определите, какие массы нужны для их различения, за 1 запишите проверяемый вопрос о маточном растворе.
02. Объяснение и разобранный пример
5–14 минут · Понятия, расчёт и ограничения
Выпаривание уменьшает массу растворителя; кристаллизация выделяет растворённое вещество в твёрдую фазу при подходящих условиях. Маточный раствор — жидкость после образования кристаллов; часть вещества остаётся растворённой. Выход зависит и от равновесия, и от потерь при переносе. Полное выпаривание досуха не является универсально подходящим способом получить чистые кристаллы.
В модели X растворимость при 60 °C равна 30 г на 100 г воды, при 20 °C — 10 г на 100 г воды. Кристаллы безводные, вода не испаряется при охлаждении, раствор достигает равновесия. Пример: 30 г X в 100 г воды при охлаждении оставляют 10 г X растворёнными; теоретически выделяется 20 г. Если собрали 18 г, учебный выход относительно теоретического 18/20=90%; ещё 2 г не собраны, а 10 г остаются в растворе.
Важен знаменатель: 18/30=60% — доля исходного X в собранных кристаллах, другое отношение. Растворимость на 100 г воды нельзя подменить процентом раствора. 3 минуты — процессы, 3 — баланс, 3 — два определения выхода.
03. Практика 1: данные и доказательство
14–25 минут · Первая серия
| Серия | X до охлаждения, г | Вода, г | Собрано сухих кристаллов, г |
|---|---|---|---|
| А | 30 | 100 | 18 |
| Б | 15 | 50 | 9 |
| В | 24 | 80 | 15 |
Все исходные растворы при 60 °C, охлаждение до 20 °C; растворимости и допущения из примера. 2 минуты составьте баланс; 5 найдите X в маточном растворе и теоретическую массу кристаллов; 2 рассчитайте выход; 2 сравните. Продукт: три строки баланса. Критерии: растворимость пересчитана на массу воды, выход не от исходного X.
Разбор практики 1 и критерии
А: остаётся 10 г, теоретически 20 г, выход 90%. Б: остаётся 5 г, теоретически 10 г, выход 90%. В: остаётся 8 г, теоретически 16 г, выход 15/16=93,75%. Несобранные количества соответственно 2; 1; 1 г. Относительно исходного X собраны 60%; 60%; 62,5%, но это другой показатель.
04. Практика 2: перенос на новые условия
25–33 минуты · Самостоятельный перенос
При 60 °C в 100 г воды растворены 30 г X. По подготовленному протоколу испарили 20 г воды при 60 °C, затем охладили до 20 °C без дальнейшего испарения. 2 минуты найдите массу воды; 4 — сколько всего X будет в твёрдой фазе при 20 °C; 2 объясните, почему кристаллы могут начать появляться уже во время выпаривания. Продукт: баланс 30 г X на две фазы; нагревание не проводится.
Ответ и объяснение практики 2
Воды 80 г. При 20 °C растворяются 8 г X, всего твёрдого X 22 г. Уже при 60 °C 80 г воды удерживают максимум 24 г, поэтому при равновесии 6 г выделятся до охлаждения; ещё 16 г при охлаждении. Баланс 6+16+8=30 г. Ответ 22 г не следует складывать повторно с первыми 6 г.
05. Обсуждение: аргумент и альтернатива
33–40 минут · Аргумент и обоснованный вывод
Сравните «сильнее выпарить — всегда лучше» и «выбрать режим под цель». За 2 минуты найдите выгоду по числам; за 3 обсудите альтернативы переносу примесей и потерям; за 2 сформулируйте, почему расчёт модели не инструкция к нагреванию любого вещества.
Опора для обсуждения
В модели меньше воды даёт больше твёрдого X: 22 вместо 20 г. Но чистоту это не доказывает; примеси могут остаться с кристаллами, а сильный нагрев и пересушивание подходят не всем веществам. Нужны свойства конкретного вещества, разрешённая инструкция и контроль чистоты. Здесь проверяется баланс, не техника нагревания.
06. Индивидуальная проверка
40–45 минут · Собственное решение
20 г X растворены в 100 г воды при 60 °C; охлаждение до 20 °C. Собрали 8 г сухих кристаллов. Найдите растворённый остаток, теоретические кристаллы, выход и несобранную массу. 3 минуты решение, 1 сверка, 1 исправление; четыре элемента.
Ключ и критерии индивидуальной работы
В растворе остаётся 10 г; теоретически 10 г кристаллов; выход 8/10=80%; несобрано 2 г. По баллу за каждую величину с единицами там, где они нужны.
07. Соответствие исходной программе
Пункт программы → действие ученика → проверяемый результат
| Пункт программы | Действие ученика | Проверяемый результат |
|---|---|---|
| Перекристаллизация; очистка веществ | Разделяет две фазы по растворимости | Материальный баланс |
| Оформление завершённой работы | Различает теоретический и собранный продукт | Выход с указанным знаменателем |
Опора — раздел «Химическая лаборатория» опубликованной программы на 64 часа. Это самостоятельный урок на 45 минут. Подробный сценарий, распределение времени и учебные числовые серии — методическая разработка. Предоставленные данные не выдаются за опыт, проведённый авторами или этим классом.
Источники и права на изображения
Источники проверены 15.10.2026. Числовые наборы — учебные данные, не результаты проведённых авторами опытов. Схемы и графики подготовлены порталом «Школы России». Для микрофотографии отдельно указаны автор и лицензия. Ответы и примечания учителю в PDF выделены отдельно.