Один белый осадок не называет вещество. Как несколько последовательных проверок превращаются в дерево распознавания?
Учителю: подготовка и план на 45 минут
Нужны распечатанные таблицы, карандаш и линейка; реактивы не нужны. Все результаты условной лабораторной серии уже даны. Предпосылки: катион, раствор, осадок; знаки зарядов объясняются ниже. Для 8 класса выдайте четыре карточки Ag+, Ba2+, Fe3+, Na+ и перемещайте их по ветвям; для 9 класса добавьте проверку версии о смеси. Не воспроизводить реакции серебра, бария и щёлочи дома: работа только с документированными данными.
| 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
Учебный лаборант сообщает: «В X после добавления хлорид-иона появился белый осадок, значит, в X только серебро». В набор возможных веществ входят растворимые соли Ag+, Ba2+, Fe3+ и Na+; для основной задачи X содержит один из этих катионов.
1 минута — прочитайте сообщение. 2 минуты — подчеркните вывод, который требует дополнительных условий. 2 минуты — предложите, почему наличие одного признака не доказывает отсутствие всех остальных компонентов в реальной пробе.
02. Объяснение и разобранный пример
Катион и аналитическая группа в заданной схеме
5–14 минут · Понятия, модель и проверка
Катион — положительно заряженный ион: Ag+ имеет заряд +1, Ba2+ — +2. Аналитическая группа объединяет ионы, которые дают общий отклик на выбранный реагент при заданных условиях. Это удобство разделения, а не утверждение об одинаковых свойствах. Существуют разные схемы анализа: номера групп без указания схемы не универсальны.
Здесь используется сокращённый фрагмент кислотно-основной логики: сначала выделяют ионы с малорастворимыми хлоридами, затем проверяют другую группу осаждением сульфата, затем используют гидроксидный признак. Это не полная классификация катионов. Для каждого следующего теста берут отдельную свежую порцию исходного X: на уроке это отдельные строки данных, а не инструкция последовательного смешивания реактивов.
В заданном наборе Ag+ + Cl− → AgCl↓; Ba2+ + SO4²− → BaSO4↓; Fe3+ + 3OH− → Fe(OH)3↓. Число атомов и суммарный заряд слева и справа совпадают: +1−1=0, +2−2=0, +3−3=0. Ион Na+ в этих условиях осадка не даёт. Белый цвет сам по себе не различает AgCl и BaSO4: важны реагент и отдельная порция.
Разобранный пример: X с хлоридом осадка не даёт, с сульфатом — белый осадок. Среди четырёх кандидатов остаётся Ba2+. Это вывод в ограниченной системе, не доказательство чистоты неизвестной воды. За 4 минуты разберите понятия, за 3 — пример с уравнениями, за 2 — сформулируйте ограничение.
03. Практика 1: данные и доказательство
Дерево выбора по хлоридному, сульфатному и гидроксидному признакам
14–25 минут · Работа с первой серией
Учебная матрица: концентрации достаточны для обнаружения, условия одинаковы, возможен ровно один катион из четырёх. «Нет» означает отсутствие наблюдаемого осадка при условиях модели, не нулевую концентрацию любого иона.
| Кандидат/проба | Cl− | SO4²− | OH− |
|---|---|---|---|
| Ag+ | Белый осадок | Не используем | Не используем |
| Ba2+ | Нет | Белый осадок | Нет |
| Fe3+ | Нет | Нет | Бурый осадок |
| Na+ | Нет | Нет | Нет |
| Вода: холостая | Нет | Нет | Нет |
| X | Нет | Нет | Бурый осадок |
2 минуты — прочитайте матрицу; 4 — нарисуйте дерево «Cl−? → SO4²−? → OH−?» с четырьмя конечными кандидатами; 3 — проведите X по ветвям; 2 — подпишите условия применимости. 8 класс: используйте готовый порядок тестов. 9 класс: объясните, зачем раннюю ветвь Ag+ можно завершить в модели одиночного катиона. Результат: дерево, маршрут X и ограничение. Критерии: все четыре листа различены, X обоснован строками, холостая проба учтена.
Разбор практики 1 и критерии
Cl− дал осадок → Ag+; не дал → тест SO4²−. Сульфат дал осадок → Ba2+; не дал → OH−. Бурый осадок → Fe3+; отсутствие осадка → Na+ среди перечисленных кандидатов. X: нет/нет/бурый → Fe3+. Холостая проба чистая, поэтому наблюдаемый фон не объясняет осадок. Завершить ветвь Ag+ можно только при известном условии «один катион из четырёх»; в смеси после обнаружения серебра анализ остальных компонентов не завершён.
04. Практика 2: перенос на новые условия
Почему смесь не укладывается в ветвь одного катиона
25–33 минуты · Самостоятельное решение
Новая серия нарушает предпосылку одиночного катиона. На разных свежих порциях Y получены данные ниже. Все холостые пробы отрицательны.
| Порция Y | Наблюдение |
|---|---|
| С Cl− | Белый осадок |
| С SO4²− | Не интерпретируем: возможны помехи |
| С OH− | Бурый компонент осадка |
| Уточнение | Допускается смесь катионов |
1 минута — чтение; 3 — сравните Y со всеми одиночными строками; 2 — найдите противоречие простой ветви; 2 — составьте заключение из двух частей: что поддержано и что ещё требуется. Для 9 класса назовите, как разделение компонентов улучшит проверку; 8 класс может использовать формулировку «одной строки недостаточно».
Ответ и объяснение практики 2
Ни один одиночный кандидат в данной матрице не даёт одновременно два указанных диагностических признака. Возможная версия — смесь с Ag+ и Fe3+, но реальная система требует проверки помех и разделения компонентов. Нельзя остановиться после первой ветви и объявить Y чистой солью серебра. Следующий шаг в лабораторном плане — валидированное разделение и подтверждающие тесты; ученики не выполняют его с реактивами.
05. Обсуждение: аргумент и альтернатива
33–40 минут · Вывод, который можно обосновать
2 минуты — подготовьте довод за короткое дерево; 3 — оппонент объясняет, почему оно опасно без списка кандидатов и условия одиночного иона; 2 — запишите компромисс: область применимости рядом с деревом. Сошлитесь на X и Y, а не на общую фразу «химия сложная».
Опора для обсуждения
Короткое дерево экономит тесты для X при известных условиях. Y показывает, что смена предпосылки меняет смысл ветви. Верное решение — не отказаться от схемы, а указать набор кандидатов, чувствительность, контроли и необходимость продолжать анализ смеси.
06. Индивидуальная проверка
40–45 минут · Собственный ответ
Z не даёт осадка с Cl−, даёт белый осадок с SO4²−; холостая проба чистая. Среди Ag+, Ba2+, Fe3+, Na+ присутствует один катион. За 3 минуты назовите его, укажите исключённую первую ветвь, запишите ионное уравнение и ограничение. 1 минута — ключ, 1 — исправление.
Ключ и критерии индивидуальной работы
Ba2+; отсутствие хлоридного осадка исключает Ag+ в модели. Ba2+ + SO4²− → BaSO4↓. Вывод действует среди четырёх кандидатов при заданных условиях и не доказывает чистоту реальной пробы. По 1 баллу за каждый из четырёх элементов.
07. Соответствие исходной программе
Пункт программы → действие ученика → проверяемый результат
| Пункт программы | Действие ученика | Проверяемый результат |
|---|---|---|
| Аналитическая группа; групповой реагент; кислотно-основная схема | Строит сокращённое дерево для заданного набора | Четыре различимые конечные ветви |
| Качественные реакции на катионы | Сопоставляет отклики свежих порций | Fe3+ для X с обоснованием |
| Разделение и помехи | Проверяет применимость к смеси Y | Не объявляет смесь единственным веществом |
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
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 27. Анионы в растворах