Два бесцветных раствора дают белые осадки. Как добавить ветвление к схеме, чтобы не остановиться на первом похожем признаке?
Учителю: подготовка и план на 45 минут
Таблица реакций и карточки неизвестных, карандаши двух цветов. Предпосылки: положительные ионы, гидроксид, осадок, заряд. Все опыты заменены готовыми учебными наблюдениями. NaOH едок, растворы солей металлов требуют специальных правил: ученики не готовят их, не пробуют и не сливают. Работа полностью на бумаге без регистрации. Учитель напоминает, что реакция избытка относится к осадку в конкретной химической системе, а не к любому белому веществу.
| 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
Проба А с гидроксид-реагентом дала белый осадок. Варианты — Mg²⁺ или Zn²⁺. За 2 минуты найдите в таблице ниже совпадение; за 2 выберите различающий второй шаг; за 1 запишите, что надо сохранить одинаковым при сравнении.
02. Объяснение и разобранный пример
5–14 минут · Понятия, расчёт и ограничения
Катион — положительно заряженный ион. В учебном наборе разрешены только Cu²⁺, Fe²⁺, Fe³⁺, Mg²⁺, Zn²⁺, в каждом неизвестном один из них без мешающих примесей. Это важное условие: за его пределами схема может дать неоднозначный ответ. Все контроли в таблице считаются корректными, если не указано иное.
| Катион | Осадок с малым количеством OH⁻ | При избытке NaOH |
|---|---|---|
| Cu²⁺ | Голубой | Не растворяется |
| Fe²⁺ | Зелёный, буреет на воздухе | Не растворяется |
| Fe³⁺ | Красно-бурый | Не растворяется |
| Mg²⁺ | Белый | Не растворяется |
| Zn²⁺ | Белый | Растворяется |
Разобранный пример: X дал белый осадок, который в избытке щёлочи растворился. В заданном списке это Zn²⁺. Сначала Zn²⁺+2OH⁻→Zn(OH)₂↓: заряд +2−2=0. Затем Zn(OH)₂+2OH⁻→[Zn(OH)₄]²⁻: атомы Zn:1, O:4, H:4, заряд −2 с обеих сторон. Не смешивайте эти два шага.
Цвет осадка зависит от условий, а Fe²⁺ может окисляться. Нужны свежие стандартные образцы и сопоставление в одно время. 3 минуты — таблица, 3 — пример и баланс, 3 — ограничения.
03. Практика 1: данные и доказательство
14–25 минут · Первая серия
| Неизвестный | Сначала | В избытке NaOH |
|---|---|---|
| А | Белый осадок | Растворился |
| Б | Голубой осадок | Не растворился |
| В | Зелёный осадок | Не растворился |
| Г | Белый осадок | Не растворился |
| Д | Красно-бурый осадок | Не растворился |
За 3 минуты начертите дерево из подписи; за 4 проведите А–Д по ветвям; за 2 подпишите одно ионное уравнение осаждения для Б; за 2 проверьте атомы и заряд. Продукт — дерево и пять путей с выводами. Критерии: белая ветвь не заканчивается до второго шага, известные ограничения сохранены.
Разбор практики 1 и критерии
А — Zn²⁺, Б — Cu²⁺, В — Fe²⁺, Г — Mg²⁺, Д — Fe³⁺. Для Б: Cu²⁺+2OH⁻→Cu(OH)₂↓; Cu:1, O:2, H:2, суммарный заряд 0. Цвета и растворимость интерпретируются только в рамках указанного списка. Правильное дерево использует цвет, а для белого осадка ещё и растворение в избытке.
04. Практика 2: перенос на новые условия
25–33 минуты · Самостоятельный перенос
Изменение условий: добавлен шестой кандидат Al³⁺. По справочной карточке Al(OH)₃ белый и растворяется в избытке NaOH. Проба Е: белый осадок растворился. За 2 минуты найдите столкновение ветвей; за 3 запишите все допустимые катионы; за 3 сбалансируйте Al³⁺+OH⁻→Al(OH)₃↓ и предложите, каким должен быть дополнительный тест. Не придумывайте его результат.
Ответ и объяснение практики 2
Е может содержать Zn²⁺ или Al³⁺: прежняя белая растворяющаяся ветвь больше не однозначна. Al³⁺+3OH⁻→Al(OH)₃↓; Al:1, O:3, H:3, заряд 0. Нужен независимый проверенный признак, различающий Zn и Al, и соответствующие стандарты. Пока его данных нет, точный выбор невозможен.
05. Обсуждение: аргумент и альтернатива
33–40 минут · Аргумент и обоснованный вывод
«Пять неизвестных разгаданы, значит дерево распознаёт любую соль». За 2 минуты приведите контрпример Е; за 3 обсудите примеси и старение осадка Fe²⁺; за 2 сформулируйте границы надёжного вывода.
Опора для обсуждения
Схема ограничена перечнем кандидатов, одним катионом, условиями реагирования и отсутствием помех. Алюминий уже нарушает однозначность. Бурый осадок после хранения может быть результатом окисления соединений Fe²⁺; время наблюдения фиксируют. Название целой соли неизвестно без аниона.
06. Индивидуальная проверка
40–45 минут · Собственное решение
В исходном наборе пяти катионов проба дала белый осадок, нерастворимый в избытке NaOH. Назовите катион, приведите два признака, укажите коэффициент OH⁻ в реакции осаждения и объясните, известен ли анион. 3 минуты ответ, 1 сверка, 1 исправление.
Ключ и критерии индивидуальной работы
Mg²⁺; белый осадок и отсутствие растворения в избытке. Mg²⁺+2OH⁻→Mg(OH)₂↓, коэффициент 2. Анион не определён этим тестом. По баллу: катион, оба признака, коэффициент, ограничение.
07. Соответствие исходной программе
Пункт программы → действие ученика → проверяемый результат
| Пункт программы | Действие ученика | Проверяемый результат |
|---|---|---|
| Качественные реакции на группы катионов | Строит дерево по готовым данным | Пять обоснованных путей |
| Селективность и схемы анализа | Расширяет список кандидатов | Обнаруженная неоднозначность вместо угадывания |
Опора — раздел «Качественный химический анализ» 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.