После охлаждения раствора в стакане остались и кристаллы, и жидкость. Неужели весь продукт, оставшийся в растворе, потерян из-за ошибки?
Учителю: подготовка и план на 45 минут
Таблицы растворимости вымышленного вещества S, бумажные карточки «раствор», «кристаллы», «примесь», калькулятор. Предпосылки: массовая доля и баланс массы. Реальный нагрев и фильтрование не проводятся. Все данные условные, плотность не нужна: растворитель задан в граммах. Считаем растворимость S без влияния примесей и без испарения воды. Учитель подчёркивает, что для реального вещества нужен иной проверенный протокол и безопасные условия.
| 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
Из 10,0 г загрязнённой пробы получили 7,0 г сухих кристаллов. Ученик объявил выход 70% и потребовал испарить весь раствор досуха. За 2 минуты определите, чего не хватает для оценки выхода целевого вещества; за 3 предложите, где ещё может находиться S и почему полное испарение вернёт примесь.
02. Объяснение и разобранный пример
5–14 минут · Понятия, расчёт и ограничения
Перекристаллизация использует различие растворимости при разных температурах. Маточный раствор — жидкость после отделения кристаллов, в нём остаётся часть S и растворимые примеси. Выход выделения S = масса выделенного S / исходная масса S × 100%. Это не то же, что чистота кристаллов или доля кристаллов от загрязнённой навески.
Пример: исходно 8,0 г S и 2,0 г нерастворимой примеси. Растворимость S: 20 г на 100 г воды при 80 °C, 5 г при 20 °C. В 40 г горячей воды помещаются 8 г S. После удаления нерастворимой примеси и охлаждения в растворе останется 2 г S, теоретически выделятся 6 г. Выход 6/8 = 75%. Баланс S: 8 = 6 + 2; баланс всей сухой пробы: 10 = 6 + 2 + 2.
03. Практика 1: данные и доказательство
14–25 минут · Первая серия
| Вода, г | Вместимость при 80 °C, г S | Вместимость при 20 °C, г S |
|---|---|---|
| 40 | 8 | 2 |
| 60 | 12 | 3 |
| 80 | 16 | 4 |
Во всех случаях исходно 8 г S и 2 г нерастворимой примеси; растворимость как в примере. За 2 минуты проверьте полное горячее растворение; за 4 найдите теоретическую массу кристаллов и выход; за 3 составьте баланс; за 2 объясните различия. Форма: таблица «вода → растворено после охлаждения → кристаллы → выход». Критерии: знаменатель 8 г, не 10 г; нет двойного учёта примеси; каждый баланс замкнут.
Разбор практики 1 и критерии
40 г: 2 г остаются, 6 г кристаллов, 75%. 60 г: 3 г остаются, 5 г кристаллов, 62,5%. 80 г: 4 г остаются, 4 г кристаллов, 50%. Избыток растворителя в этой модели снижает выделение при той же конечной температуре. Это расчётное сравнение, не рекомендация детям нагревать неизвестные вещества.
04. Практика 2: перенос на новые условия
25–33 минуты · Самостоятельный перенос
Вариант 40 г воды: расчёт предсказывал 6 г, но после выделения и высушивания получили 5,4 г S. По независимому анализу в маточном растворе 2,0 г, на фильтре и посуде 0,6 г S. За 3 минуты замкните баланс; за 3 найдите фактический выход от 8 г и долю извлечения от теоретических 6 г; за 2 объясните различие двух процентов.
Ответ и объяснение практики 2
8 = 5,4 + 2,0 + 0,6 г. Фактический выход от исходного S: 5,4/8 = 67,5%. Извлечение от расчётных кристаллов: 5,4/6 = 90%. 0,6 г — механическое удержание в указанных местах по условию; нерастворимая примесь 2 г учитывается отдельно. Нельзя сообщать 90% как выход от исходного вещества без пояснения.
05. Обсуждение: аргумент и альтернатива
33–40 минут · Аргумент и обоснованный вывод
Предлагаются решения: увеличить воду вдвое или уменьшить потери при переносе. За 2 минуты выберите решение для повышения выделения; за 3 подтвердите двумя балансами; за 2 назовите ограничение. Альтернатива — вторая порция кристаллов из маточного раствора, но её чистоту надо проверять отдельно.
Опора для обсуждения
Удвоение воды 40→80 г снижает расчётные кристаллы 6→4 г. Снижение механических потерь способно приблизить 5,4 г к 6 г без этой смены равновесия. Повторное выделение может вернуть больше S и одновременно примеси. Масса продукта и чистота — отдельные цели, исходные допущения нужно проверять.
06. Индивидуальная проверка
40–45 минут · Собственное решение
Исходно 12 г S; взяли 60 г воды. При горячей температуре вместимость 12 г, при холодной 3 г. Получено 8,1 г сухого S. За 5 минут найдите теоретические кристаллы, фактический выход от исходного S, извлечение от теоретического и остаток механических потерь при 3 г S в растворе. 4 элемента по 1 баллу.
Ключ и критерии индивидуальной работы
12 − 3 = 9 г; 8,1/12 = 67,5%; 8,1/9 = 90%; потери 12 − 3 − 8,1 = 0,9 г. Баланс: 12 = 8,1 + 3 + 0,9. Проценты без указания основания расчёта требуют исправления.
07. Соответствие исходной программе
Пункт программы → действие ученика → проверяемый результат
| Пункт программы | Действие ученика | Проверяемый результат |
|---|---|---|
| Перекристаллизация как метод очистки | Обработать растворимость и материальный баланс | Масса кристаллов и остатка |
| Практическая работа №3: перекристаллизация | Проанализировать готовую серию вместо нагрева | Различение выхода и чистоты |
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.