В пробе могут одновременно присутствовать три аниона. Почему последовательное добавление всех реагентов в одну пробирку может испортить распознавание?
Учителю: подготовка и план на 45 минут
Готовые протоколы, карточки анионов и схема трёх порций. Предпосылки: осадок, газ, заряд иона. Только анализ данных: кислоты, соли серебра и бария детям не выдаются. Набор кандидатов строго ограничен Cl⁻, SO₄²⁻, CO₃²⁻; другие мешающие ионы исключены условием. Все тесты выполнены отдельно с исправными контролями и обнаруживаемыми уровнями.
| 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
План А: в одну порцию добавить хлоридный реагент, затем искать хлорид. План Б: разделить исходную пробу на независимые порции и использовать реагенты, не вносящие искомые ионы. За 2 минуты выберите план; за 3 объясните, как можно обнаружить собственную добавку вместо вещества пробы.
02. Объяснение и разобранный пример
5–14 минут · Понятия, расчёт и ограничения
Анализ смеси требует различать сигнал компонента и помехи. В нашем ограниченном наборе карбонат проверяют по выделению CO₂ при добавлении кислоты. Для других тестов протокол заранее удаляет карбонат подкислением азотной кислотой; кислота не добавляет хлорид или сульфат. Разные порции исключают перенос реагентов между тестами.
Уравнения: CO₃²⁻ + 2H⁺ → CO₂↑ + H₂O; Ag⁺ + Cl⁻ → AgCl↓; Ba²⁺ + SO₄²⁻ → BaSO₄↓. В первом слева и справа C1/O3/H2, суммарный заряд ноль. Пример: газ в порции А и BaSO₄ в обработанной порции В согласуются с карбонатом и сульфатом; хлорид по этим двум сигналам не определён. Сульфат в данных условиях теста Ag не мешает; это допущение протокола, не универсальная гарантия.
03. Практика 1: данные и доказательство
14–25 минут · Первая серия
| Проба | А: CO₂ при кислоте | Б: AgCl по протоколу | В: BaSO₄ по протоколу |
|---|---|---|---|
| Холостая | − | − | − |
| Контроль CO₃²⁻ | + | − | − |
| Контроль Cl⁻ | − | + | − |
| Контроль SO₄²⁻ | − | − | + |
| Смесь М | + | + | − |
| Смесь Н | − | + | + |
В Б и В использованы отдельные обработанные порции, а не остаток теста А. В Б реагент AgNO₃, в В Ba(NO₃)₂; объёмы и самостоятельное приготовление не требуются. «−» означает отсутствие обнаружения при заданном пороге. За 3 минуты составьте маршрут; за 3 расшифруйте М/Н; за 3 проверьте атомы и заряд трёх уравнений; за 2 объясните роль контроля. Критерии: независимые порции, компоненты, баланс и порог.
Разбор практики 1 и критерии
М: карбонат и хлорид обнаружены, сульфат не обнаружен. Н: хлорид и сульфат обнаружены, карбонат не обнаружен. Заряды всех трёх реакций слева и справа нулевые; атомы сохраняются. Отрицательные результаты не доказывают абсолютного отсутствия ниже порога. Эталоны подтверждают рабочие признаки в данной матрице.
04. Практика 2: перенос на новые условия
25–33 минуты · Самостоятельный перенос
Необработанная смесь с карбонатом дала белый осадок после Ba²⁺. После обработки отдельной порции кислотой газ выделился, а тест на сульфат стал отрицательным. За 3 минуты объясните помеху; за 3 запишите уравнение Ba²⁺ + CO₃²⁻ → BaCO₃↓ и проверьте баланс; за 2 решите, доказан ли сульфат. Считать протокол и контроли исправными.
Ответ и объяснение практики 2
Карбонат также осаждается с Ba²⁺: один атом Ba, один C, три O с каждой стороны, заряд +2 − 2 = 0. Поэтому осадок без обработки не различал карбонат и сульфат. После удаления карбоната сульфат не обнаружен. Из исходного осадка нельзя заключать о его наличии.
05. Обсуждение: аргумент и альтернатива
33–40 минут · Аргумент и обоснованный вывод
За 2 минуты оцените предложение заменить HNO₃ на HCl перед тестом хлорида; за 3 объясните, какой контроль обнаружит подмену; за 2 предложите корректный принцип выбора реагента. Не обсуждайте приготовление кислот.
Опора для обсуждения
HCl вносит Cl⁻, поэтому AgCl может возникнуть из реагента, а не из пробы. Холостая порция, прошедшая ту же обработку, тоже даст положительный результат. Принцип: реагент не должен вносить определяемый компонент или неучтённую помеху. Для данного протокола сохранён нитратный состав реагентов.
06. Индивидуальная проверка
40–45 минут · Собственное решение
Проба дала А «+», Б «−», В «+» при исправных контролях. Назовите обнаруженные анионы, корректно опишите хлорид, объясните отдельные порции и проверьте заряд реакции Ba²⁺ + SO₄²⁻ → BaSO₄↓. 5 минут, 4 балла по элементам.
Ключ и критерии индивидуальной работы
Карбонат и сульфат обнаружены; хлорид не обнаружен при пороге метода. Отдельные порции исключают загрязнение пробы реагентами предыдущего теста. Заряд слева +2 − 2 = 0, справа нейтральный осадок. Не писать «хлорида точно нет».
07. Соответствие исходной программе
Пункт программы → действие ученика → проверяемый результат
| Пункт программы | Действие ученика | Проверяемый результат |
|---|---|---|
| Маскирование и разделение компонентов; схемы анализа | Разделить исходную пробу на независимые порции | Схема распознавания без внесения искомых ионов |
| Качественные реакции на анионы | Сопоставить тесты и устранение карбонатной помехи | Вывод и сбалансированные ионные уравнения |
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 16.10.2026. 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.