题目
用半透膜将100(g) cdot (L)^-1葡萄糖((C)_6(H)_(12)(O)_6)和100(g) cdot (L)^-1蔗糖溶液((C)_(12)(H)_(22)(O)_(11))溶液隔开时,将会发生的现象是( )。A. 葡萄糖分子向蔗糖溶液渗透B. 蔗糖分子向葡萄糖溶液渗透C. 水分子由蔗糖溶液向葡萄糖溶液渗透D. 水分子由葡萄糖溶液向蔗糖溶液渗透E. 水分子在膜两侧不产生渗透,保持原有状态
用半透膜将$100\text{g} \cdot \text{L}^{-1}$葡萄糖($\text{C}_6\text{H}_{12}\text{O}_6$)和$100\text{g} \cdot \text{L}^{-1}$蔗糖溶液($\text{C}_{12}\text{H}_{22}\text{O}_{11}$)溶液隔开时,将会发生的现象是( )。
A. 葡萄糖分子向蔗糖溶液渗透
B. 蔗糖分子向葡萄糖溶液渗透
C. 水分子由蔗糖溶液向葡萄糖溶液渗透
D. 水分子由葡萄糖溶液向蔗糖溶液渗透
E. 水分子在膜两侧不产生渗透,保持原有状态
题目解答
答案
C. 水分子由蔗糖溶液向葡萄糖溶液渗透
解析
考查要点:本题主要考查渗透作用的原理,涉及溶液浓度、渗透压的计算及半透膜的作用。
解题核心思路:
- 比较两种溶液的渗透压:渗透压由溶质的物质的量浓度决定,需分别计算葡萄糖和蔗糖溶液的物质的量浓度。
- 判断水分子流动方向:水分子通过半透膜从渗透压低的溶液流向渗透压高的溶液。
- 排除干扰选项:明确半透膜只允许水分子通过,溶质分子无法通过。
破题关键点:
- 正确计算物质的量浓度:需根据溶质的摩尔质量换算质量浓度。
- 理解渗透压与浓度的关系:物质的量浓度越高,渗透压越大。
计算物质的量浓度
-
葡萄糖溶液:
分子量 $M_{\text{葡萄糖}} = 6 \times 12 + 12 \times 1 + 6 \times 16 = 180 \, \text{g/mol}$,
浓度 $c_{\text{葡萄糖}} = \frac{100 \, \text{g/L}}{180 \, \text{g/mol}} \approx 0.556 \, \text{mol/L}$。 -
蔗糖溶液:
分子量 $M_{\text{蔗糖}} = 12 \times 12 + 22 \times 1 + 11 \times 16 = 342 \, \text{g/mol}$,
浓度 $c_{\text{蔗糖}} = \frac{100 \, \text{g/L}}{342 \, \text{g/mol}} \approx 0.292 \, \text{mol/L}$。
比较渗透压
- 葡萄糖溶液渗透压 $\pi_{\text{葡萄糖}} \propto c_{\text{葡萄糖}} = 0.556 \, \text{mol/L}$,
- 蔗糖溶液渗透压 $\pi_{\text{蔗糖}} \propto c_{\text{蔗糖}} = 0.292 \, \text{mol/L}$,
因此 $\pi_{\text{葡萄糖}} > \pi_{\text{蔗糖}}$。
判断水分子流动方向
水分子通过半透膜从渗透压低的蔗糖溶液($0.292 \, \text{mol/L}$)流向渗透压高的葡萄糖溶液($0.556 \, \text{mol/L}$)。
排除错误选项
- A、B错误:半透膜不允许葡萄糖或蔗糖分子通过。
- D错误:水分子流动方向与计算结果相反。
- E错误:渗透现象必然发生。