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在学习完物质跨膜运输之后.教师对学生进行测试。下面是该题目及某位学生的回答情况。
在学习完物质跨膜运输之后.教师对学生进行测试。下面是该题目及某位学生的回答情况。
题库
2022-08-02
53
问题
在学习完物质跨膜运输之后.教师对学生进行测试。下面是该题目及某位学生的回答情况。题目:如图8所示,在一个U形管中,a侧装有蒸馏水,b侧装有质量分数为15%的蔗糖溶液,中间用半透膜隔开(水分子可以自由通过半透膜,而蔗糖不能)。一段时间后b侧液面上升,a侧液面下降,液面最终达到稳定。
问题:Ⅰ.解释液面变化的原因。Ⅱ.说出液面稳定的条件并解释原因。某同学的回答如下:Ⅰ.a侧中的蒸馏水会向b侧中扩散.由于a,b两侧有浓度差且有半透膜。Ⅱ.当a.b两侧中的溶液浓度相同时液面平衡。原因是两侧溶液的浓度差消失。问题:(1)给出材料中问题I的参考答案。(6分)(2)该同学在第几题存在错误理解?(4分)写出相关的错误理解。(4分)(3)针对该同学的错误理解,教师应采取怎样的措施帮助学生形成正确理解?(6分)
选项
答案
解析
(1)液面变化的原因是渗透作用。渗透作用发生的条件是半透膜和浓度差。半透膜是一层选择透过性膜.水分子可以通过,蔗糖分子不能通过。水跨半透膜的渗透主要是扩散运动。当半透膜两侧存在浓度差时.水分子从浓度较低的溶液透过膜进入浓度较高的溶液的数量多,经过一段时间,浓度高的一边液面升高。图中。侧为蒸馏水,b侧为l5%的蔗糖溶液,b侧的溶液浓度高于a侧.两侧溶液之间为半透膜.所以单位时间内从a侧透过半透膜进入b侧的水分子数量多于从b侧进入a侧的水分子数量,使得b侧液面上升.a侧液面下降。 (2)该同学在第Ⅱ题存在错误理解。错误理解一:液面平衡的条件并非半透膜两侧浓度相等.浓度差始终存在。错误理解二:液面稳定的原因是b侧高出a侧的液柱产生的静水压力与b侧的渗透压力相等而抵消.导致a、b两侧的吸水能力相等而达到平衡状态。
(3)教师可以通过问题串来引导学生思考:
①半透膜只允许水分子通过,不允许蔗糖分子通过,所以蔗糖分子只能存在于b侧,也就是说.水始终是水,蔗糖溶液中还是有蔗糖,b侧的蔗糖溶液浓度始终高于a侧的蒸馏水,浓度差会消失吗?
学生可以得出浓度差始终存在.
②既然半透膜两侧溶液的浓度差始终存在,那么浓度差产生的力就会使水分子发生渗透作用使b侧液面上升,b侧液体受到的重力作用就会增强,重力作用会使b测液面下降,两种力的作用是相反的.那么什么时候液面才会稳定下来不再继续上升呢?
学生可以根据已有的物理知识得出:当二力平衡时.水分子运动达到动态平衡.液面会稳定下来不再继续上升,进而得出液面平衡不是浓度差的消失而是两侧达到了受力平衡状态。
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