一道渗透作用试题的错解剖析

郭晓虎

原题如下：

图1中c处为半透膜，在a侧和b侧分别放入相同体积的质量分数为10％的葡萄糖溶液和蔗糖溶液(葡萄糖和蔗糖均不能透过半透膜)，一段时间后，其结果是()

A.水从a侧移向b侧的速度大于从b侧移向a侧的速度

B.水从a侧移向b侧的速度小于从b侧移向a侧的速度

C.水从a侧移向b侧的速度与从b侧移向a侧的速度相等

D.水既不从a侧移向b侧，也不从b侧移向a侧

此题的测试结果令人大吃一惊，76％的学生错选D答案。试卷讲评之前，笔者让选择D答案的学生写出选D的原因。其中两名学生是由于审题不清，一名学生看错了试题，其余学生的原因是：渗透作用的发生必须具备两个条件，即半透膜和半透膜两侧的溶液具有浓度差，由于题干告诉葡萄糖溶液和蔗糖溶液的浓度相同，半透膜两侧的溶液没有浓度差，不符合发生渗透作用的第二个条件，此装置不能发生渗透作用，因此，水既不从a侧移向b侧，也不从b侧移向a侧。

为了找出学生错选的原因，教师先引导分析渗透作用的概念。人教版教材中写到如下内容：

“由于单位体积清水中的水分子比单位体积蔗糖溶液中的水分子多，所以单位时间内，水分子由烧杯透过半透膜进入漏斗内的数量，多于水分子由漏斗透过半透膜进入烧杯内的数量。这种水分子(或其他溶剂分子)透过半透膜，从低浓度溶液向高浓度溶液的扩散，叫做渗透作用。”

从这段文字的描述中，可以分析出发生渗透作用的“浓度”指的是“物质的量浓度”，而不是“质量分数浓度”；发生渗透作用的基本条件之一的“浓度差”指的是“水分子(或其他溶剂分子)的浓度差”，而不是“溶液的浓度差”。

通过对概念的深入剖析，教师找到了学生错解的真正原因是：没有深刻理解渗透作用概念的实质，误把题目中的“质量分数浓度”当成“物质的量浓度”对待，误把题目中“溶液的浓度差”当成“水分子的浓度差”处理。

此题的正确解法是：由于a侧和b侧分别放人的是相同体积的10％葡萄糖溶液和蔗糖溶液，a、b两侧溶质的质量分数相同，溶液的体积相同，因此两侧溶液的密度也相同，根据公式：

物质的量浓度(c)=溶液的密度(p)×溶质的质量分数(w)×1000，溶质的摩尔质量(肘)。

可知物质的量浓度(c)与溶质的摩尔质量(M)成反比，葡萄糖的摩尔质量是180g／mol，蔗糖的摩尔质量是342g／mol，10％的葡萄糖溶液比质量分数为10％蔗糖溶液的物质的量浓度大，所以，单位体积的葡萄糖溶液中的葡萄糖的分子数多于单位体积的蔗糖溶液中的蔗糖的分子数。即10％蔗糖溶液中的的水分子数比10％的葡萄糖溶液中的水分子数多，水分子从a侧移向b侧的速度小于从b侧移向a侧的速度。

正确答案是B。

通过对此题的分析，在生物教学中，教师必须重视概念教学的重要性和深刻性，深入挖掘概念的内涵和外延，真正让学生理解概念的深刻含义，让学生学会熟练运用概念分析和解决实际问题。