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在浓硫酸中，硫酸主要以分子形式存在。由于硫酸分子易与水分子化合形成水合分子，因此，浓硫酸具有吸水性和脱水性。

浓硫酸的吸水性是指能吸收游离的水或结晶水合物中的水，如：浓硫酸敞开放置增重；浓硫酸做干燥剂；浓硫酸使五水硫酸铜晶体由蓝变白。

浓硫酸的脱水性是指浓硫酸能使某些有机物中的氢氧元素按水的组成比脱去，如浓硫酸能使蔗糖脱水。浓硫酸使有机物脱水通常发生碳化，但也有例外，如浓硫酸使甲酸脱水生成一氧化碳。

浓硫酸是表现出吸水性还是脱水性，主要看水的来源。如果是游离的水或结晶水合物中的水，属于吸水性；如果来自有机物，且是浓硫酸的作用，属于脱水性。例如：由乙醇制乙烯，浓硫酸的作用是催化剂和脱水剂，因为若用稀硫酸不反应，说明浓硫酸吸收的水不是游离的水；乙醇与乙酸发生酯化反应，浓硫酸的作用是催化剂和吸水剂，因为若用稀硫酸反应照样进行，只是程度小些，浓硫酸吸收的是反应生成的游离的水，浓硫酸吸水能促进反应的进行。