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第六单元 碳和碳的氧化物【知识清单】-人教版（2024）初中化学九年级上册
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这是一份第六单元 碳和碳的氧化物【知识清单】-人教版（2024）初中化学九年级上册，共8页。
第六单元 碳和碳的氧化物01 思维导图02 考点速记课题1 碳单质的多样性（一）碳的单质1．金刚石、石墨和C60的结构、物理性质及性质存在差异的原因2．金刚石、石墨和C60的性质及用途3．木炭、活性炭等的性质及用途木炭(或活性炭)具有 疏松多孔 的结构，因此具有 吸附 能力。活性炭的吸附作用比木炭强，可用于吸附毒气、制糖工业中脱色制白糖、污水和饮用水的深度净化处理及吸附室内装修产生的有害气体等。（二）碳单质的化学性质1．在常温下，碳单质的化学性质不活泼（碳原子的最外层电子数为 4 ，不易得失）用途：用炭黑制成的墨书写绘画，档案用碳素墨水书写，木质电线杆埋入地下部分烤焦增强耐腐蚀性。2．可燃性（碳单质与氧气反应）3．还原性（1）木炭还原氧化铜实验（2）碳与二氧化碳反应： C+CO2 高温 2CO （吸热反应）课题2 碳的氧化物（一）二氧化碳1．二氧化碳的性质（1）物理性质：无色，无味的气体，密度比空气大，能溶于水，固态二氧化碳叫干冰。（2）证明二氧化碳物理性质实验（3）证明二氧化碳与水反应实验（4）证明二氧化碳能与澄清石灰水反应操作：将二氧化碳通入澄清石灰水中；现象：澄清石灰水变浑浊。反应方程式：CO2+Ca(OH)2 = CaCO3↓+H2O（用于检验二氧化碳气体）2．二氧化碳的用途3．二氧化碳对生活和环境的影响（1）二氧化碳对人体健康的影响：二氧化碳本身 没有 毒性，但不能供给呼吸。（2）温室效应：因为有了温室效应，地球表层温度才能适合人类生存。能产生温室效应的气体除二氧化碳外，还有 臭氧(O3)、甲烷(CH4)、一氧化二氮(N2O)、氟氯代烷等。（3）自然界中的碳循环：人和动植物的呼吸，煤、石油、天然气等化石燃料的燃烧消耗氧气，产生二氧化碳；而绿色植物等的 光合作用 吸收二氧化碳，释放氧气。（二）一氧化碳1．一氧化碳的性质（1）物理性质：无色，无臭的气体，密度比空气略小，难溶于水。（2）化学性质①可燃性②还原性③毒性课题3 二氧化碳的实验室制取（一）实验室里制取二氧化碳的化学反应原理1．试剂的选择：稀盐酸和石灰石（或大理石）。2．反应的化学方程式：CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑（1）实验室不能用稀硫酸代替稀盐酸制取CO2，是因为硫酸与碳酸钙反应生成的硫酸钙是微溶物，会覆盖在石灰石或大理石的表面，阻止反应继续进行。（2）不能用浓盐酸代替稀盐酸制取CO2，是因为浓盐酸挥发性强，挥发出的HCl气体会使制得的CO2不纯。（3）不宜用碳酸钠粉末代替石灰石或大理石制取CO2，是因为反应速率太快，不便于收集气体。（二）实验室里制取二氧化碳的步骤（三）实验室里制取气体的一般思路和方法1．发生装置 （选择依据：反应物的状态和反应条件 ）改进装置的优点：可实现固液的分离和接触，从而控制反应的开始和停止。2．收集装置 （选择依据：气体的溶解性和气体的密度 ）03 素养提升（一）误认为“碳”就是“炭”。 “碳”表示元素或纯净物的名称，如二氧化碳由碳元素和氧元素组成；“炭”表示的物质是混合物，如木炭、活性炭等。（二）误认为石墨在一定条件下转化为金刚石是物理变化。石墨转化为金刚石是化学变化，因为石墨和金刚石中碳原子的排列方式不同，二者属于不同的物质，也就是说石墨在一定条件下转化为金刚石这个过程中有新物质生成。（三）气体的鉴别和除杂1．鉴别：二氧化碳和一氧化碳2．除杂（括号内为杂质）CO【CO2】方法：通入足量的石灰水（或氢氧化钠溶液）吸收 原理：Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3↓+ H2OCO2【CO】方法：通过灼热的氧化铜 原理：CO+CuO △ Cu+CO2 3．实验室制取的二氧化碳气体除杂和净化（四）碳和碳的氧化物转化关系① C→CO： 2C＋O2 点燃 2CO C＋CO2 高温 2CO② CO2 →CO：C＋CO2高温 2CO③ CO→CO2：2CO＋O2 点燃 2CO2 CO＋CuO △ Cu＋CO2 3CO＋Fe2O3高温2Fe＋3CO2④ C→CO2： C＋O2 点燃 CO2 C＋2CuO高温 2Cu＋CO2↑ 3C＋2Fe2O3 高温3CO2↑＋4Fe⑤ CO2→H2CO3: CO2＋H2O === H2CO3⑥ H2CO3 →CO2：H2CO3 === CO2↑＋H2O⑦ CO2 →CaCO3：CO2＋Ca(OH)2 === CaCO3↓＋H2O ⑧ CaCO3 →CO2：CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑ CaCO3 高温 CO2↑＋CaO⑨CO2 →O2： 物质金刚石石墨C60结构模型宏观组成都是由 碳 元素组成的单质 构成物质的粒子碳原子碳原子C60分子化学式CCC60物理性质外观无色透明的固体灰黑色的固体光泽加工后璀璨夺目有金属光泽硬度天然存在的 最硬 的物质很软导电性不导电优良物理性质存在差异的原因碳原子的排列方式不同物质性质用途金刚石加工后璀璨夺目作装饰品硬度大裁玻璃、切割大理石、作钻机的钻头等金刚石薄膜透光性好、硬度大作透镜等光学仪器的涂层金刚石薄膜导热性好用于集成电路基板散热，提高芯片性能石墨很软、有滑腻感，且为灰黑色制铅笔芯导电性好作电极导电性好、有滑腻感、熔点高制高铁列车的受电弓滑板C60具有一些特殊的物理和化学性质可应用于超导、催化、能源及医学等领域物质性质与用途的关系： 性质 决定 用途，用途 反映 性质燃烧是否充分化学方程式基本反应类型用途充分燃烧C＋O2 点燃 CO2化合反应作燃料不充分燃烧2C＋O2 点燃 2CO木炭还原氧化铜实验装置实验现象实验结论黑色粉末变成 红 色实验现象说明反应生成了 铜 和 二氧化碳 ，反应的化学方程式为 C＋2CuO 高温 2Cu＋CO2↑ 。澄清石灰水 变浑浊 实验分析 = 1 \* GB3 ①在酒精灯上加网罩的目的：集中火焰，提高温度。 = 2 \* GB3 ②反应结束时，要先撤出导管，再停止加热的目的：防止石灰水倒吸入热的试管中，使试管炸裂。 = 3 \* GB3 ③用弹簧夹夹紧乳胶管后，要待试管冷却后再将粉末倒出：防止热的铜重新被氧化。倾倒CO2CO2的溶解性实验现象：下层蜡烛先熄灭，上层蜡烛后熄灭现象：塑料瓶变瘪分析：CO2的密度比空气大；不能燃烧，也不支持燃烧分析：部分CO2溶于水中，使瓶内的气体减少，导致瓶内压强减小，大气压强使塑料瓶变瘪实验操作Ⅰ.喷水Ⅱ.放入CO2中Ⅲ.喷水后放入CO2中Ⅳ.吹干第三朵纸花现象纸花不变色纸花不变色纸花变红纸花由红色变成紫色分析水不能使紫色石蕊变红CO2不能使紫色石蕊变红CO2与水反应生成了酸性物质，使紫色石蕊变红生成的酸性物质不稳定，受热易分解结论CO2与水反应生成了碳酸，使紫色石蕊溶液变成红色 CO2+H2O=H2CO3H2CO3 ∆ H2O+CO2↑CO2的用途依据的性质 = 1 \* GB3 ①干冰（固体二氧化碳）作制冷剂，用于食品冷藏、制造舞台雾景、人工降雨。干冰升华吸热（物理变化） = 2 \* GB3 ②灭火①二氧化碳不能燃烧，②不支持燃烧，③密度比空气的大 = 3 \* GB3 ③温室肥料（气肥），可以增大农作物的产量CO2是光合作用的原料，能促进光合作用 = 4 \* GB3 ④制汽水饮料（碳酸饮料）CO2能溶于水；且与水反应生成碳酸 = 5 \* GB3 ⑤化工原料，制纯碱、尿素等能与多种物质反应燃烧时现象化学方程式用途放出大量的热，火焰呈蓝色，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体2CO＋O2 点燃 2CO2作燃料装置及说明现象及注意事项A处的现象是：黑色粉末逐渐变成光亮的红色。反应方程式：CO+CuO △ Cu+CO2 B处的现象是：澄清石灰水变浑浊。反应方程式：Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3↓+ H2OC处的现象是：气体燃烧，发出蓝色火焰。反应方程式：2CO + O2 点燃 2CO2中毒机理防中毒措施CO极易与人体血液中的血红蛋白结合，使其不能再与氧气结合，造成人体缺氧，严重时会危及生命冬天用煤火取暖时，一定要装烟囱，并且注意室内通风，防止CO中毒步骤（1）连接装置，检查气密性（2）加入固体试剂（3）加入液体试剂（4）收集并验满示意图操作及注意事项用弹簧夹夹紧乳胶管，向长颈漏斗中加水至漏斗内形成一段水柱，若水柱高度保持一段时间不变，说明装置气密性良好将锥形瓶横放，用镊子将石灰石(或大理石)放在锥形瓶口，再把锥形瓶慢慢竖立起来长颈漏斗下端要在液面之下，形成“液封”，目的是防止生成的气体从长颈漏斗口逸出收集：向上排空气法；验满：将燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，则已集满固固加热型固液常温型高锰酸钾制氧气稀盐酸和大理石（石灰石）制二氧化碳试管口略向下倾斜适合制取少量气体适合制取大量气体长颈漏斗可随时添加液体药品，注意下端管口液封分液漏斗可控制加入液体的速率，从而控制反应速率注射器可控制加入液体的速率，从而控制反应速率开始：打开弹簧夹，液体从长颈漏斗流下，淹没过石灰石，反应开始开始：打开弹簧夹开始：打开弹簧夹，液体淹没固体开始：将铜网浸入溶液中开始：打开弹簧夹停止：夹紧弹簧夹，液体由于气体压强回流回长颈漏斗，液体液面低于隔板固液分离，反应停止停止：关闭弹簧夹停止：关闭弹簧夹，液体压入左侧停止：拉动铜丝离开液面停止：关闭弹簧夹排水集气法向上排空气法向下排空气法适合气体溶解度小不与水反应的气体适合密度比空气大不与空气反应的气体适合密度比空气小不与空气反应的气体注意事项：导管口出现连续均匀的气泡时开始收集；集气瓶口有大量气泡往外冒时气体收集满注意事项：导管伸入集气瓶底部，以保证排尽集气瓶中空气。注意事项：导管伸入集气瓶底部，以保证排尽集气瓶中空气。 ①所有气体从短管进②V排出的水=V气体为防止气体溶解在水中，水面放一层植物油隔绝二者；集气瓶上端若有空气，不影响收集的气体的体积数据，但是影响收集气体的纯度气体进入集气瓶后出现在装置下端气体的验满在另一侧出气口气体进入集气瓶后出现在装置上端气体的验满在另一侧出气口鉴别方法现象及结论通入澄清石灰水能使澄清石灰水变浑浊的是CO2，无明显现象的是CO分别点燃在空气中能燃烧的是CO，不能燃烧的是CO2通入紫色石蕊溶液能使紫色石蕊溶液变红的是CO2，无明显现象的是CO还原金属氧化物通入灼热的氧化铜中，使黑色粉末变红的是CO，没有明显现象的是CO2装置原理盐酸具有挥发性，故制得的CO2气体中可能混有少量的HCl气体，一般可用饱和碳酸氢钠溶液除去CO2中的HCl气体。气体经过饱和碳酸氢钠溶液后，会有水蒸气混入，浓硫酸有吸水性，可用浓硫酸除去水蒸气，进行干燥
第六单元 碳和碳的氧化物01 思维导图02 考点速记课题1 碳单质的多样性（一）碳的单质1．金刚石、石墨和C60的结构、物理性质及性质存在差异的原因2．金刚石、石墨和C60的性质及用途3．木炭、活性炭等的性质及用途木炭(或活性炭)具有 疏松多孔 的结构，因此具有 吸附 能力。活性炭的吸附作用比木炭强，可用于吸附毒气、制糖工业中脱色制白糖、污水和饮用水的深度净化处理及吸附室内装修产生的有害气体等。（二）碳单质的化学性质1．在常温下，碳单质的化学性质不活泼（碳原子的最外层电子数为 4 ，不易得失）用途：用炭黑制成的墨书写绘画，档案用碳素墨水书写，木质电线杆埋入地下部分烤焦增强耐腐蚀性。2．可燃性（碳单质与氧气反应）3．还原性（1）木炭还原氧化铜实验（2）碳与二氧化碳反应： C+CO2 高温 2CO （吸热反应）课题2 碳的氧化物（一）二氧化碳1．二氧化碳的性质（1）物理性质：无色，无味的气体，密度比空气大，能溶于水，固态二氧化碳叫干冰。（2）证明二氧化碳物理性质实验（3）证明二氧化碳与水反应实验（4）证明二氧化碳能与澄清石灰水反应操作：将二氧化碳通入澄清石灰水中；现象：澄清石灰水变浑浊。反应方程式：CO2+Ca(OH)2 = CaCO3↓+H2O（用于检验二氧化碳气体）2．二氧化碳的用途3．二氧化碳对生活和环境的影响（1）二氧化碳对人体健康的影响：二氧化碳本身 没有 毒性，但不能供给呼吸。（2）温室效应：因为有了温室效应，地球表层温度才能适合人类生存。能产生温室效应的气体除二氧化碳外，还有 臭氧(O3)、甲烷(CH4)、一氧化二氮(N2O)、氟氯代烷等。（3）自然界中的碳循环：人和动植物的呼吸，煤、石油、天然气等化石燃料的燃烧消耗氧气，产生二氧化碳；而绿色植物等的 光合作用 吸收二氧化碳，释放氧气。（二）一氧化碳1．一氧化碳的性质（1）物理性质：无色，无臭的气体，密度比空气略小，难溶于水。（2）化学性质①可燃性②还原性③毒性课题3 二氧化碳的实验室制取（一）实验室里制取二氧化碳的化学反应原理1．试剂的选择：稀盐酸和石灰石（或大理石）。2．反应的化学方程式：CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑（1）实验室不能用稀硫酸代替稀盐酸制取CO2，是因为硫酸与碳酸钙反应生成的硫酸钙是微溶物，会覆盖在石灰石或大理石的表面，阻止反应继续进行。（2）不能用浓盐酸代替稀盐酸制取CO2，是因为浓盐酸挥发性强，挥发出的HCl气体会使制得的CO2不纯。（3）不宜用碳酸钠粉末代替石灰石或大理石制取CO2，是因为反应速率太快，不便于收集气体。（二）实验室里制取二氧化碳的步骤（三）实验室里制取气体的一般思路和方法1．发生装置 （选择依据：反应物的状态和反应条件 ）改进装置的优点：可实现固液的分离和接触，从而控制反应的开始和停止。2．收集装置 （选择依据：气体的溶解性和气体的密度 ）03 素养提升（一）误认为“碳”就是“炭”。 “碳”表示元素或纯净物的名称，如二氧化碳由碳元素和氧元素组成；“炭”表示的物质是混合物，如木炭、活性炭等。（二）误认为石墨在一定条件下转化为金刚石是物理变化。石墨转化为金刚石是化学变化，因为石墨和金刚石中碳原子的排列方式不同，二者属于不同的物质，也就是说石墨在一定条件下转化为金刚石这个过程中有新物质生成。（三）气体的鉴别和除杂1．鉴别：二氧化碳和一氧化碳2．除杂（括号内为杂质）CO【CO2】方法：通入足量的石灰水（或氢氧化钠溶液）吸收 原理：Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3↓+ H2OCO2【CO】方法：通过灼热的氧化铜 原理：CO+CuO △ Cu+CO2 3．实验室制取的二氧化碳气体除杂和净化（四）碳和碳的氧化物转化关系① C→CO： 2C＋O2 点燃 2CO C＋CO2 高温 2CO② CO2 →CO：C＋CO2高温 2CO③ CO→CO2：2CO＋O2 点燃 2CO2 CO＋CuO △ Cu＋CO2 3CO＋Fe2O3高温2Fe＋3CO2④ C→CO2： C＋O2 点燃 CO2 C＋2CuO高温 2Cu＋CO2↑ 3C＋2Fe2O3 高温3CO2↑＋4Fe⑤ CO2→H2CO3: CO2＋H2O === H2CO3⑥ H2CO3 →CO2：H2CO3 === CO2↑＋H2O⑦ CO2 →CaCO3：CO2＋Ca(OH)2 === CaCO3↓＋H2O ⑧ CaCO3 →CO2：CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑ CaCO3 高温 CO2↑＋CaO⑨CO2 →O2： 物质金刚石石墨C60结构模型宏观组成都是由 碳 元素组成的单质 构成物质的粒子碳原子碳原子C60分子化学式CCC60物理性质外观无色透明的固体灰黑色的固体光泽加工后璀璨夺目有金属光泽硬度天然存在的 最硬 的物质很软导电性不导电优良物理性质存在差异的原因碳原子的排列方式不同物质性质用途金刚石加工后璀璨夺目作装饰品硬度大裁玻璃、切割大理石、作钻机的钻头等金刚石薄膜透光性好、硬度大作透镜等光学仪器的涂层金刚石薄膜导热性好用于集成电路基板散热，提高芯片性能石墨很软、有滑腻感，且为灰黑色制铅笔芯导电性好作电极导电性好、有滑腻感、熔点高制高铁列车的受电弓滑板C60具有一些特殊的物理和化学性质可应用于超导、催化、能源及医学等领域物质性质与用途的关系： 性质 决定 用途，用途 反映 性质燃烧是否充分化学方程式基本反应类型用途充分燃烧C＋O2 点燃 CO2化合反应作燃料不充分燃烧2C＋O2 点燃 2CO木炭还原氧化铜实验装置实验现象实验结论黑色粉末变成 红 色实验现象说明反应生成了 铜 和 二氧化碳 ，反应的化学方程式为 C＋2CuO 高温 2Cu＋CO2↑ 。澄清石灰水 变浑浊 实验分析 = 1 \* GB3 ①在酒精灯上加网罩的目的：集中火焰，提高温度。 = 2 \* GB3 ②反应结束时，要先撤出导管，再停止加热的目的：防止石灰水倒吸入热的试管中，使试管炸裂。 = 3 \* GB3 ③用弹簧夹夹紧乳胶管后，要待试管冷却后再将粉末倒出：防止热的铜重新被氧化。倾倒CO2CO2的溶解性实验现象：下层蜡烛先熄灭，上层蜡烛后熄灭现象：塑料瓶变瘪分析：CO2的密度比空气大；不能燃烧，也不支持燃烧分析：部分CO2溶于水中，使瓶内的气体减少，导致瓶内压强减小，大气压强使塑料瓶变瘪实验操作Ⅰ.喷水Ⅱ.放入CO2中Ⅲ.喷水后放入CO2中Ⅳ.吹干第三朵纸花现象纸花不变色纸花不变色纸花变红纸花由红色变成紫色分析水不能使紫色石蕊变红CO2不能使紫色石蕊变红CO2与水反应生成了酸性物质，使紫色石蕊变红生成的酸性物质不稳定，受热易分解结论CO2与水反应生成了碳酸，使紫色石蕊溶液变成红色 CO2+H2O=H2CO3H2CO3 ∆ H2O+CO2↑CO2的用途依据的性质 = 1 \* GB3 ①干冰（固体二氧化碳）作制冷剂，用于食品冷藏、制造舞台雾景、人工降雨。干冰升华吸热（物理变化） = 2 \* GB3 ②灭火①二氧化碳不能燃烧，②不支持燃烧，③密度比空气的大 = 3 \* GB3 ③温室肥料（气肥），可以增大农作物的产量CO2是光合作用的原料，能促进光合作用 = 4 \* GB3 ④制汽水饮料（碳酸饮料）CO2能溶于水；且与水反应生成碳酸 = 5 \* GB3 ⑤化工原料，制纯碱、尿素等能与多种物质反应燃烧时现象化学方程式用途放出大量的热，火焰呈蓝色，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体2CO＋O2 点燃 2CO2作燃料装置及说明现象及注意事项A处的现象是：黑色粉末逐渐变成光亮的红色。反应方程式：CO+CuO △ Cu+CO2 B处的现象是：澄清石灰水变浑浊。反应方程式：Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3↓+ H2OC处的现象是：气体燃烧，发出蓝色火焰。反应方程式：2CO + O2 点燃 2CO2中毒机理防中毒措施CO极易与人体血液中的血红蛋白结合，使其不能再与氧气结合，造成人体缺氧，严重时会危及生命冬天用煤火取暖时，一定要装烟囱，并且注意室内通风，防止CO中毒步骤（1）连接装置，检查气密性（2）加入固体试剂（3）加入液体试剂（4）收集并验满示意图操作及注意事项用弹簧夹夹紧乳胶管，向长颈漏斗中加水至漏斗内形成一段水柱，若水柱高度保持一段时间不变，说明装置气密性良好将锥形瓶横放，用镊子将石灰石(或大理石)放在锥形瓶口，再把锥形瓶慢慢竖立起来长颈漏斗下端要在液面之下，形成“液封”，目的是防止生成的气体从长颈漏斗口逸出收集：向上排空气法；验满：将燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，则已集满固固加热型固液常温型高锰酸钾制氧气稀盐酸和大理石（石灰石）制二氧化碳试管口略向下倾斜适合制取少量气体适合制取大量气体长颈漏斗可随时添加液体药品，注意下端管口液封分液漏斗可控制加入液体的速率，从而控制反应速率注射器可控制加入液体的速率，从而控制反应速率开始：打开弹簧夹，液体从长颈漏斗流下，淹没过石灰石，反应开始开始：打开弹簧夹开始：打开弹簧夹，液体淹没固体开始：将铜网浸入溶液中开始：打开弹簧夹停止：夹紧弹簧夹，液体由于气体压强回流回长颈漏斗，液体液面低于隔板固液分离，反应停止停止：关闭弹簧夹停止：关闭弹簧夹，液体压入左侧停止：拉动铜丝离开液面停止：关闭弹簧夹排水集气法向上排空气法向下排空气法适合气体溶解度小不与水反应的气体适合密度比空气大不与空气反应的气体适合密度比空气小不与空气反应的气体注意事项：导管口出现连续均匀的气泡时开始收集；集气瓶口有大量气泡往外冒时气体收集满注意事项：导管伸入集气瓶底部，以保证排尽集气瓶中空气。注意事项：导管伸入集气瓶底部，以保证排尽集气瓶中空气。 ①所有气体从短管进②V排出的水=V气体为防止气体溶解在水中，水面放一层植物油隔绝二者；集气瓶上端若有空气，不影响收集的气体的体积数据，但是影响收集气体的纯度气体进入集气瓶后出现在装置下端气体的验满在另一侧出气口气体进入集气瓶后出现在装置上端气体的验满在另一侧出气口鉴别方法现象及结论通入澄清石灰水能使澄清石灰水变浑浊的是CO2，无明显现象的是CO分别点燃在空气中能燃烧的是CO，不能燃烧的是CO2通入紫色石蕊溶液能使紫色石蕊溶液变红的是CO2，无明显现象的是CO还原金属氧化物通入灼热的氧化铜中，使黑色粉末变红的是CO，没有明显现象的是CO2装置原理盐酸具有挥发性，故制得的CO2气体中可能混有少量的HCl气体，一般可用饱和碳酸氢钠溶液除去CO2中的HCl气体。气体经过饱和碳酸氢钠溶液后，会有水蒸气混入，浓硫酸有吸水性，可用浓硫酸除去水蒸气，进行干燥
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