Магнит, вода и фильтр помогают разделить смесь, но порядок операций меняет удобство и потери. Спроектируем процесс и проверим его баланс.
Учителю: подготовка и план на 45 минут
Только карточки и готовые данные, без нагрева и металлических порошков у детей. Нужны схема потоков, тетрадь, калькулятор. Известные свойства: железо притягивается магнитом, песок не растворяется в воде, соль растворяется и не задерживается обычным бумажным фильтром. Для 8 класса дайте названия трёх потоков; для 9 — попросите предложить контроль переноса и сравнить альтернативный порядок. Финальная соль в таблице уже сухая: её не получают за время урока.
| 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 материалы для текущего занятия включены. Вариант без регистрации: ученические листы PDF и доска. Минуты включают чтение, запись и переходы. Ответы показывайте после самостоятельной попытки. В конце соберите индивидуальную работу: 0–1 балл — вернуться к примеру, 2–3 — уточнить пропущенное звено, 4 — объяснить границу вывода. Это обратная связь, не обязательная школьная отметка.
01. Проблемная ситуация
0–5 минут · Вопрос и первоначальное решение
В сухой смеси есть железо, песок и соль. Ученик предлагает сначала всё профильтровать, затем магнитом собрать воду. В этом плане есть две разные ошибки.
1 минута — найдите ошибки, 2 — соедините каждое свойство с подходящим действием, 2 — запишите ожидаемые продукты. Сухую смесь нельзя просто назвать раствором, а обычный магнит не собирает воду.
02. Объяснение и разобранный пример
Последовательность операций и состав каждого потока
5–14 минут · Понятия, модель и проверка
Комбинированное разделение — последовательность операций, каждая из которых использует определённое различие свойств. В выбранном варианте сначала отделяют железо магнитом, затем растворяют соль в воде, фильтруют песок, после чего выделяют соль из фильтрата. Стрелка между операциями должна нести название вещества или смеси, а не слово «готово».
Другой порядок тоже может быть работоспособным: сначала добавляют воду, затем отдельно отделяют магнитный компонент и песок. Его оценивают по полноте извлечения, загрязнению, удобству и доступному оборудованию. Не надо объявлять любой другой порядок логически невозможным.
Разобранный пример: было 2 г железа, 4 г песка и 6 г соли, всего 12 г сухих компонентов. Собрали 1,8 г, 3,9 г и 5,4 г сухих продуктов. Общая масса 11,1 г; общее извлечение по этой модели 11,1/12 × 100% = 92,5%. Разность 0,9 г не доказывает исчезновение вещества: часть могла остаться на стенках, фильтре или в растворе.
4 минуты — схема операций; 3 — пример; 2 — различие извлечения и чистоты. Масса собранного продукта может включать примесь: для расчёта извлечения конкретного компонента нужно знать его содержание. В нашей таблице массы компонентов даны как условие идеализированного анализа.
03. Практика 1: данные и доказательство
Извлечение железа, песка и соли по массе
14–25 минут · Работа с первой серией
Учебная смесь: железо 2,0 г, песок 4,0 г, соль 6,0 г. Воду добавляют как вспомогательный материал; её массу не включают в баланс исходных сухих веществ. Для расчётов принято, что указанные собранные массы относятся именно к соответствующим компонентам.
| Компонент | Было, г | Собрано сухого компонента, г |
|---|---|---|
| Железо | 2,0 | 1,8 |
| Песок | 4,0 | 3,9 |
| Соль | 6,0 | 5,4 |
2 минуты — подпишите четыре стадии схемы; 3 — рассчитайте извлечение каждого компонента; 3 — найдите общий баланс; 3 — укажите по одному месту возможной потери для двух стадий. Форма: схема с потоками + таблица процентов + пояснение 0,9 г. В 8 классе формула: собрано/было × 100%. В 9 классе объясните, почему среднее трёх процентов не обязано равняться общему извлечению. Критерии: свойства и операции согласованы, все три массы учтены, проценты имеют правильный знаменатель.
Разбор практики 1 и критерии
Железо 90%; песок 97,5%; соль 90%. Всего 12,0 г → 11,1 г, неучтено 0,9 г, общее извлечение 92,5%. Обычное среднее 92,5% в этих числах совпало с общим случайно из-за выбранных масс и процентов; правило в целом — взвешивание по исходным массам, а не простое среднее. Потери: железо осталось в смеси, песок на посуде, соль в маточном растворе. Нельзя из баланса определить, какая именно причина реализовалась, без дополнительных измерений.
04. Практика 2: перенос на новые условия
Как изменить схему, если нужно вернуть воду
25–33 минуты · Самостоятельное решение
Требование заказчика меняется: нужно вернуть не только сухие компоненты, но и отдельно собрать добавленную воду. Даны два проекта последнего этапа. Остальные стадии одинаковы.
| Проект | Последний этап | Обещанный продукт |
|---|---|---|
| А | Открытое выпаривание фильтрата | Соль и собранная вода |
| Б | Перегонка с конденсацией части воды, затем работа с остатком по протоколу учителя | Дистиллят и раствор, обогащённый солью |
1 минута — чтение; 3 — найдите несоответствие в обещании А; 2 — уточните, какие продукты Б уже получены, а какие ещё нет; 2 — нарисуйте две выходные стрелки Б. Не требуйте сухой соли без оставшегося этапа.
Ответ и объяснение практики 2
А не собирает пар, поэтому обещание вернуть воду не выполнено. Б собирает часть воды после конденсации, но остаток в колбе пока раствор соли, а не обязательно сухая соль. Две стрелки: дистиллят и остаточный раствор. При желании получить сухую соль нужно отдельно определить безопасный последующий этап и потери. Выбор метода связан с целью, а не с длиной списка оборудования.
05. Обсуждение: аргумент и альтернатива
33–40 минут · Вывод, который можно обосновать
2 минуты — обсудите фразу «мы собрали 12 г, значит ничего не потеряли и всё чистое». 3 — предложите альтернативу: часть песка осталась в соли, а продукт влажный. 2 — составьте проверку, которая различит массу и состав.
Опора для обсуждения
Совпадение общей массы с исходной не доказывает чистоту: продукт может содержать воду или чужой компонент. Нужно отдельно проверить высушивание и состав каждого продукта подходящим методом. Общий баланс полезен, но не заменяет покомпонентную проверку.
06. Индивидуальная проверка
40–45 минут · Собственный ответ
В новой смеси 3 г железа и 7 г песка. После магнитного отделения собрали 2,7 г железа и 6,3 г песка; примесей в этих массах по условию нет. За 3 минуты найдите два извлечения, общий процент и ограничение вывода «смесь разделена полностью». 1 минута — ключ; 1 — сдача.
Ключ и критерии индивидуальной работы
Железо 2,7/3 = 90%; песок 6,3/7 = 90%; общий процент (2,7 + 6,3)/10 = 90%. Неучтён 1 г, поэтому полное извлечение не достигнуто. По 1 баллу за каждый показатель и ограничение, всего 4.
07. Соответствие исходной программе
Пункт программы → действие ученика → проверяемый результат
| Пункт программы | Действие ученика | Проверяемый результат |
|---|---|---|
| Разделение по различию физических свойств | Строит цепочку магнитного отделения, растворения и фильтрации | Все потоки названы |
| Очистка и выделение | Сравнивает цели сбора соли и воды | Не путает раствор с сухим веществом |
| Обработка результатов | Рассчитывает извлечение | Проверяет баланс и ограничивает вывод |
Опора — раздел «Эксперименты по химии» опубликованной программы на 64 часа. Урок конкретизирует исходные темы и занимает 45 минут. Сценарий, распределение времени и числовые имитации — методическая разработка. Предметные операции с нагревом и аналитическими реактивами заменены безопасным анализом схем и готовых данных; это не отчёт о проведённом опыте.
Источники и права на изображения
- Royal Society of Chemistry: Recovering water using a condenser
- University of York: выбор растворителя для перекристаллизации
Источники проверены 15.10.2026. Все числовые серии явно заданы как учебные модели; их нельзя описывать как результаты проведённых авторами опытов. Оригинальные схемы: портал «Школы России», для этого урока. Они не являются фотографиями. Ответы и примечания учителю в PDF вынесены в отдельную часть.
Связанная тема: Урок 19. Перегонка и температура кипения