一道滲透作用試題的錯解剖析

郭曉虎

原題如下：

圖1中c處為半透膜，在a側(cè)和b側(cè)分別放入相同體積的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10％的葡萄糖溶液和蔗糖溶液(葡萄糖和蔗糖均不能透過半透膜)，一段時間后，其結(jié)果是()

A.水從a側(cè)移向b側(cè)的速度大于從b側(cè)移向a側(cè)的速度

B.水從a側(cè)移向b側(cè)的速度小于從b側(cè)移向a側(cè)的速度

C.水從a側(cè)移向b側(cè)的速度與從b側(cè)移向a側(cè)的速度相等

D.水既不從a側(cè)移向b側(cè)，也不從b側(cè)移向a側(cè)

此題的測試結(jié)果令人大吃一驚，76％的學(xué)生錯選D答案。試卷講評之前，筆者讓選擇D答案的學(xué)生寫出選D的原因。其中兩名學(xué)生是由于審題不清，一名學(xué)生看錯了試題，其余學(xué)生的原因是：滲透作用的發(fā)生必須具備兩個條件，即半透膜和半透膜兩側(cè)的溶液具有濃度差，由于題干告訴葡萄糖溶液和蔗糖溶液的濃度相同，半透膜兩側(cè)的溶液沒有濃度差，不符合發(fā)生滲透作用的第二個條件，此裝置不能發(fā)生滲透作用，因此，水既不從a側(cè)移向b側(cè)，也不從b側(cè)移向a側(cè)。

為了找出學(xué)生錯選的原因，教師先引導(dǎo)分析滲透作用的概念。人教版教材中寫到如下內(nèi)容：

“由于單位體積清水中的水分子比單位體積蔗糖溶液中的水分子多，所以單位時間內(nèi)，水分子由燒杯透過半透膜進(jìn)入漏斗內(nèi)的數(shù)量，多于水分子由漏斗透過半透膜進(jìn)入燒杯內(nèi)的數(shù)量。這種水分子(或其他溶劑分子)透過半透膜，從低濃度溶液向高濃度溶液的擴散，叫做滲透作用。”

從這段文字的描述中，可以分析出發(fā)生滲透作用的“濃度”指的是“物質(zhì)的量濃度”，而不是“質(zhì)量分?jǐn)?shù)濃度”；發(fā)生滲透作用的基本條件之一的“濃度差”指的是“水分子(或其他溶劑分子)的濃度差”，而不是“溶液的濃度差”。

通過對概念的深入剖析，教師找到了學(xué)生錯解的真正原因是：沒有深刻理解滲透作用概念的實質(zhì)，誤把題目中的“質(zhì)量分?jǐn)?shù)濃度”當(dāng)成“物質(zhì)的量濃度”對待，誤把題目中“溶液的濃度差”當(dāng)成“水分子的濃度差”處理。

此題的正確解法是：由于a側(cè)和b側(cè)分別放人的是相同體積的10％葡萄糖溶液和蔗糖溶液，a、b兩側(cè)溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同，溶液的體積相同，因此兩側(cè)溶液的密度也相同，根據(jù)公式：

物質(zhì)的量濃度(c)=溶液的密度(p)×溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(w)×1000，溶質(zhì)的摩爾質(zhì)量(肘)。

可知物質(zhì)的量濃度(c)與溶質(zhì)的摩爾質(zhì)量(M)成反比，葡萄糖的摩爾質(zhì)量是180g／mol，蔗糖的摩爾質(zhì)量是342g／mol，10％的葡萄糖溶液比質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10％蔗糖溶液的物質(zhì)的量濃度大，所以，單位體積的葡萄糖溶液中的葡萄糖的分子數(shù)多于單位體積的蔗糖溶液中的蔗糖的分子數(shù)。即10％蔗糖溶液中的的水分子數(shù)比10％的葡萄糖溶液中的水分子數(shù)多，水分子從a側(cè)移向b側(cè)的速度小于從b側(cè)移向a側(cè)的速度。

正確答案是B。

通過對此題的分析，在生物教學(xué)中，教師必須重視概念教學(xué)的重要性和深刻性，深入挖掘概念的內(nèi)涵和外延，真正讓學(xué)生理解概念的深刻含義，讓學(xué)生學(xué)會熟練運用概念分析和解決實際問題。