如何提炼硅

如何提炼硅&多晶硅生产工艺

纯净的硅(Si)是从自然界中的石英矿石(主要成分二氧化硅)中提取出来的,分几步反应:

1.二氧化硅和炭粉在高温条件下反应,生成粗硅:

SiO2+2C==Si(粗)+2CO

2.粗硅和氯气在高温条件下反应生成氯化硅:

Si(粗)+2Cl2==SiCl4

3.氯化硅和氢气在高温条件下反应得到纯净硅:

SiCl4+2H2==Si(纯)+4HCl

以上是硅的工业制法,在实验室中可以用以下方法制得较纯的硅:

1.将细砂粉(SiO2)和镁粉混合加热,制得粗硅:

SiO2+2Mg==2MgO+Si(粗)

2.这些粗硅中往往含有镁,氧化镁和硅化镁,这些杂质可以用盐酸除去:

Mg+2HCl==MgCl2+H2

MgO+2HCl==MgCl2+H2O

Mg2Si+4HCl==2MgCl2+SiH4

3.过滤,滤渣即为纯硅

（一）国内外多晶硅生产的主要工艺技术

1，改良西门子法——闭环式三氯氢硅氢还原法

改良西门子法是用氯和氢合成氯化氢（或外购氯化氢），氯化氢和工业硅粉在一定的温度下合成三氯氢硅，然后对三氯氢硅进行分离精馏提纯，提纯后的三氯氢硅在氢还原炉内进行CVD反应生产高纯多晶硅。

国内外现有的多晶硅厂绝大部分采用此法生产电子级与太阳能级多晶硅。

2，硅烷法——硅烷热分解法

硅烷（SiH4）是以四氯化硅氢化法、硅合金分解法、氢化物还原法、硅的直接氢化法等方法制取。然后将制得的硅烷气提纯后在热分解炉生产纯度较高的棒状多晶硅。以前只有日本小松掌握此技术，由于发生过严重的爆炸事故后，没有继续扩大生产。但美国Asimi和SGS 公司仍采用硅烷气热分解生产纯度较高的电子级多晶硅产品。

3，流化床法

以四氯化硅、氢气、氯化氢和工业硅为原料在流化床内（沸腾床）高温高压下生成三氯氢硅，将三氯氢硅再进一步歧化加氢反应生成二氯二氢硅，继而生成硅烷气。

制得的硅烷气通入加有小颗粒硅粉的流化床反应炉内进行连续热分解反应，生成粒状多晶硅产品。因为在流化床反应炉内参与反应的硅表面积大，生产效率高，电耗低与成本低，适用于大规模生产太阳能级多晶硅。唯一的缺点是安全性差，危险性大。其次是产品纯度

不高，但基本能满足太阳能电池生产的使用。

此法是美国联合碳化合物公司早年研究的工艺技术。目前世界上只有美国MEMC公司采用此法生产粒状多晶硅。此法比较适合生产价廉的太阳能级多晶硅。

4，太阳能级多晶硅新工艺技术

除了上述改良西门子法、硅烷热分解法、流化床反应炉法三种方法生产电子级与太阳能级多晶硅以外，还涌现出几种专门生产太阳能级多晶硅新工艺技术。

1）冶金法生产太阳能级多晶硅

据资料报导[1]日本川崎制铁公司采用冶金法制得的多晶硅已在世界上最大的太阳能电池厂（SHARP公司）应用，现已形成800吨/年的生产能力，全量供给SHARP公司。

主要工艺是：选择纯度较好的工业硅（即冶金硅）进行水平区熔单向凝固成硅锭，去除硅锭

中金属杂质聚集的部分和外表部分后，进行粗粉碎与清洗，在等离子体融解炉中去除硼杂质，再进行第二次水平区熔单向凝固成硅锭，去除第二次区熔硅锭中金属杂质聚集的部分和外表部分，经粗粉碎与清洗后，在电子束融解炉中去除磷和碳杂质，直接生成太阳能级多晶硅。2）气液沉积法生产粒状太阳能级多晶硅

据资料报导[1]以日本Tokuyama公司为代表，目前10吨试验线在运行，200吨半商业化规模生产线在2005-2006年间投入试运行。

主要工艺是：将反应器中的石墨管的温度升高到1500℃，流体

三氯氢硅和氢气从石墨管的上部注入，在石墨管内壁1500℃高温处反应生成液体状硅，然后滴入底部，温度回升变成固体粒状的太阳能级多晶硅。

3）重掺硅废料提纯法生产太阳能级多晶硅

据美国Crystal Systems资料报导[1]，美国通过对重掺单晶硅生产过程中产生的硅废料提纯后，可以用作太阳能电池生产用的多晶硅，最终成本价可望控制在20美元/Kg以下。

硅的提纯

第二章硅的提纯 2．1 硅的化学提纯与多晶硅的制备 半导体硅是元素半导体，半导体的基本特征是掺入微量电活性杂质将明显改变其电学性能。最 纯净的本征硅单晶的电阻率在室温下理论值大于200kΩ·cm。而若在单晶中掺入百万分之一磷杂质原子，就能使单品电阻率下降到大约0．2Ω·cm，即下降了约一百万倍。杂质对于半导体的性能是如此 的敏感，因此在用半导体制造固体器件时必须控制所用的半导体材料基本上不存在有害杂质。虽然 有些杂质影响显著，而有些杂质影响器件性能较少，但为了控制硅单晶的性能，我们不可能采用某种 技术有选择地只去除有害杂质而又保留若干无害杂质。所以最实际的办法是将硅的纯度提高到足 够的高度，去除各种杂质，然后再根据应用的需要有控制地掺入特定的杂质。作为生长硅单晶的原 始材料，在半导体工业中需要很纯的多晶硅。一般要求纯度达到小数点后面7个“9”至8 个“9”的范围(n个9表示纯度为99·99…9％)。 硅是由石英砂(二氧化硅)在电炉中用碳还原而得，其反应式为 所得硅纯度约为95％～99%，称为粗硅，又称冶金级硅，其中含有各种杂质，如Fe、C、B、P等。 为了将粗硅提纯到半导体器件所需的纯度，硅必须经过化学提纯。所谓硅的化学提纯是把硅用化学方法转化为中间化合物，再将中间化合物提纯至所需的高纯度，然后再还原成为高纯硅。中间化合物一般选择易于被提纯的化合物。曾被研究过的中间化合物有四氯化硅、四碘化硅、甲硅烷等。中间化合物提纯到高纯度后，在还原过程中如果工艺技术不恰当，还会造成污染而降低产品纯度。因此，还原也是重要的工艺过程。高纯多晶硅的生产方法大多数分为三个步骤：①中间化合物的合成； ②中间化合物的提纯；③还原成纯硅。 历史上，人们研究或应用过各种高纯多晶硅的制造方法。最早实现的是四氯化硅锌还原法，由于在还原时锌的沾污，产品还要经过区域提纯(物理提纯)才能达到电子级的要求，整个过程不经济所以已被淘汰。用四碘化硅作为中间化合物也曾被重视，因为四碘化硅能用各种方法提纯，如精馏、萃取、区域提纯等方法均可用于提纯四碘化硅，但由于结果并不经济，纯度也不优于其他方法而被淘汰。现代大量用于生产的是四氯化硅氢还原法、二氯二氢硅还原法、三氯氢硅氢还原法和甲硅烷热分解法。尤其是后两者，在国际上占主导地位。现分述如下。 2．1．1 三氯氢硅氢还原法 三氯氢硅氢还原法最早由西门子公司研究成功，有的文献上称此法为西门子法。三氯氢硅氢还原法可分为三个重要过程：一是中间化合物三氯氢硅的合成，二是三氯氢硅的提纯，三是用 氢还原三氯氢硅获得高纯硅多晶。

(化学)初三化学化学除杂分离和提纯技巧和方法完整版及练习题

（化学）初三化学化学除杂分离和提纯技巧和方法完整版及练习题 一、中考化学除杂分离和提纯 1．铝可以被氢氧化钠溶液溶解生成可溶性的偏铝酸钠，下列设计的除杂方案（括号内为杂质）都能达到目的的是（） A．A B．B C．C D．D 【答案】A 【解析】 【分析】 除杂（提纯），是指除去杂质，同时被提纯物质不得改变。 【详解】 A、铁粉能被磁铁吸引，铜粉不能，铁粉和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，铜粉和稀硫酸不反应，故A正确； B、镁粉和铝粉均和稀盐酸反应，把原物质除去了，故B不正确； C、一氧化碳点燃生成二氧化碳，把原物质除去了，故C不正确； D、铁粉和氧化铁均与稀盐酸反应，把原物质除去了，故D不正确。故选A。 【点睛】 除杂条件：加入的试剂只能与杂质反应，不能与原物质反应；反应后不能引入新的杂质。2．下列除去杂质的方法中，正确的是

A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】 A、CO2与HCl都能与氢氧化钠反应，不能得到二氧化碳气体，选项说法错误； B、KClO3与MnO2混合加热能分解放出氧气除去氯酸钾，但是又引入二氧化锰新杂质，选项说法错误； C、Na2CO3能与盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水，蒸干后能除去水分和氯化氢，得到纯净的氯化钠，选项说法正确； D、铁能与硫酸反应被溶解生成硫酸亚铁溶液，过滤得不到纯净的铁，选项说法错误；故选C 3．下列实验操作不能达到实验目的的是（） A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】

A. H2SO4溶液呈酸性，不能使酚酞溶液变色， NaOH 溶液呈碱性，能使酚酞溶液变成红色，故A选项不符合题意； B. 氢氧化钠溶液与稀盐酸反应生成氯化钠和水，没有明显现象，所以要想证明两者发生反应必须证明反应物减少或消失，或证明有新物质生成，“取氢氧化钠溶液于烧杯中，滴入几滴酚酞溶液，振荡，再滴入稀盐酸至溶液变为无色”该方案酚酞红色变为无色，证明溶液中不含碱OH-，是从反应物氢氧化钠消失的角度证明了氢氧化钠与稀盐酸发生了反应，故B选项不符合题意； C. 除去CaCl2溶液中的少量盐酸，盐酸是杂质，CaCl2溶液是想要物质，除杂原则：所选试剂不与主成分反应，不引入新杂质，易于分离。加入适量的铁粉，发生 Fe+2HCl=FeCl2+H2 ，会引入新杂质FeCl2，故C选项符合题意； D. 除去CO中含有的少量CO2，将混合气体通入氢氧化钠溶液中，发生 CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O，从而将二氧化碳气体吸收，在将带有水蒸气的CO气体通过浓硫酸进行干燥，就得到纯净的CO，故D选项不符合题意。 故选：C。 4．下列除杂质的方法正确的是（） A．A B．B C．C D．D 【答案】D 【解析】 【分析】 除杂（提纯），是指除去杂质，同时被提纯物质不得改变。 【详解】 A、氧化铜和盐酸反应生成氯化铜和水，把原物质除去了，故A不正确； B、硫酸钠和硝酸钡反应生成硫酸钡沉淀和硝酸钠，引入新杂质硝酸钠，故B不正确； C、盐酸和碳酸钠反应生成氯化钠、水和二氧化碳，把原物质除去了，故C不正确； D、铁和氯化铜反应生成氯化亚铁和铜，可以除去氯化亚铁溶液中的氯化铜杂质，没有引入新的杂质，故D正确。故选D。

硅材料的制备

门户--黄页--价格监测--光伏杂志--专题 导语：现阶段光伏行业，单晶硅电池和多晶硅电池是比较常见的两种太阳能电池，他们各有优缺点，近来集合两种电池 优点于一身的准单晶电池逐渐进入人们的视野。生产制造这几种太阳能电池的原材料是硅锭，根据分类的不同，硅锭可 以由多种不同的制备方法制得。硅锭再经过表面整形、定向、切割、研磨、腐蚀、抛光和清洗等一系列工艺处理之后， 加工成制造太阳能电池的基本材料——硅片。 一、单晶硅

1.概念 单晶硅，英文，Monocrystalline silicon，是硅的单晶体。具有基本完整的点阵结构的晶体。不同的方向具有不同的性质，是一种良好的半导材料。纯度要求达到99.9999%，甚至达到99.9999999%以上。用于制造半导体器件、太阳能电池等。用高纯度的多晶硅在单晶炉内拉制而成。 熔融的单质硅在凝固时硅原子以金刚石晶格排列成许多晶核，如果这些晶核长成晶面取向相同的晶粒，则这些晶粒平行结合起来便结晶成单晶硅。 单晶硅 2.制备方法 单晶硅按晶体生长方法的不同，主要分为直拉法（CZ）和区熔法（FZ）。 直拉法：直拉法又称切克劳斯基法，它是在1917年有切克劳斯基（Czochralski）建立起来的一种晶体生长方法，简称CZ法。直拉单晶制造是把原料多硅晶块放入石英坩埚中，在单晶炉中加热融化，再将一根直径只有10mm的棒状晶种（称籽晶）浸入融液中。在合适的温度下，融液中的硅原子会顺着晶种的硅原子排列结构在固液交界面上形成规则的结晶，成为单晶体。把晶种微微的旋转向上提升，融液中的硅原子会在前面形成的单晶体上继续

结晶，并延续其规则的原子排列结构。若整个结晶环境稳定，就可以周而复始的形成结晶，最后形成一根圆柱形的原子排列整齐的硅单晶晶体，即硅单晶锭。当结晶加快时，晶体直径会变粗，提高升速可以使直径变细，增加温度能抑制结晶速度。反之，若结晶变慢，直径变细，则通过降低拉速和降温去控制。拉晶开始，先引出一定长度，直径为3～5mm的细颈，以消除结晶位错，这个过程叫做引晶。然后放大单晶体直径至工艺要求，进入等径阶段，直至大部分硅融液都结晶成单晶锭，只剩下少量剩料。 控制直径，保证晶体等径生长是单晶制造的重要环节。硅的熔点约为1450℃，拉晶过程始终保持在高温负压的环境中进行。直径检测必须隔着观察窗在拉晶炉体外部非接触式实现。拉晶过程中，固态晶体与液态融液的交界处会形成一个明亮的光环，亮度很高，称为光圈。它其实是固液交界面处的弯月面对坩埚壁亮光的反射。当晶体变粗时，光圈直径变大，反之则变小。通过对光圈直径变化的检测，可以反映出单晶直径的变化情况。自动直径检测就是基于这个原理发展起来的。 直拉法

高纯硅提取原理

高纯硅提取原理 高纯硅的制备一般首先由硅石（SiO2）制得工业硅（粗硅），再制成高纯的多晶硅，最后拉制成半导体材料单晶硅。 工业生产中使用硅石（SiO2）和焦炭以一定的比例混合，在电炉中加热至1600~1800℃而制得纯度为95%~99%的粗硅，其反应如下：SiO2+2C=Si+2CO 粗硅中一般含有铁、铝、碳、硼、磷、铜等杂质，这些杂质多以硅化构成硅酸盐的形式存在，为了进一步提高工业粗硅的纯度，可采用酸浸洗法，使杂质大部分溶解（有少数的碳化硅不溶）。其生产工艺过程是：将粗硅粉碎后，依次用盐酸、王水、（HF+H2SO4）混合酸处理，最后用蒸馏水洗至中性，烘干后可得含量为99.9%的工业粗硅。 高纯多晶硅的制备方法很多，据不完全统计有十几种，但所有的方法都是从工业硅（或称硅铁，因为含铁较多）开始，首先制取既易提纯又易分解（即还原）的含硅的中间化合物如SiCl4、SiHCl3、SiH4等，再使这些中间化合物提纯、分解或还原成高纯度的多晶硅。 目前我国制备高纯硅多晶硅主要采用三氯氢硅氢还原法、硅烷热解法和四氯化硅氢还原法。一般说来，由于三氯氢硅还原法具有一定的优点，目前比较被广泛的应用。此外，由于SiH4具有易提纯的特点，因此硅烷热分解法是制备高纯硅的很有发展潜力的方法。下面我们就分别介绍上述三种方法制备高纯硅的化学原理。 1三氯氢硅还原法 （1）三氯氢硅的合成 第一步：由硅石制取粗硅硅石（SiO2）和适量的焦炭混合，并在电炉内加热至1600~1800℃可制得纯度为95%~99%的粗硅。其反应式如下： SiO2+3C=SiC+2CO（g）↑ 2SiC+SiO2=3Si+2CO（g）↑ 总反应式：SiO2+2C=Si+2CO（g）↑ 生成的硅由电炉底部放出，浇铸成锭。用此法生产的粗硅经酸处理后，其纯度可达到99.9%。 第二步：三氯氢硅的合成三氯氢硅是由干燥的氯化氢气体和粗硅粉在合成炉

有机物分离和提纯的常用方法(实用)

有机物分离和提纯的常用方法 分离和提纯有机物的一般原则是：根据混合物中各成分的化学性质和物理性质的差异进行化学和物理处理，以达到处理和提纯的目的，其中化学处理往往是为物理处理作准备，最后均要用物理方法进行分离和提纯。 方法和操作简述如下： 1. 分液法��常用于两种均不溶于水或一种溶于水，而另一种不溶于水的有机物的分离和提纯。步骤如下： 分液前所加试剂必须与其中一种有机物反应生成溶于水的物质或溶解其中一种有机物，使其分层。如分离溴乙烷与乙醇（一种溶于水，另一种不溶于水）： 又如分离苯和苯酚： 2. 蒸馏法��适用于均溶于水或均不溶于水的几种液态有机混合物的分离和提纯。步骤为： 蒸馏前所加化学试剂必须与其中部分有机物反应生成难挥发的化合物，且本身也难挥发。如分离乙酸和乙醇（均溶于水）：

3. 洗气法��适用于气体混合物的分离提纯。步骤为： 例如： 此外，蛋白质的提纯和分离，用渗析法；肥皂与甘油的分离，用盐析法。 有机物分离和提纯的常用方法 1，洗气 2，萃取分液溴苯（Br2），硝基苯（NO2），苯（苯酚），乙酸乙酯（乙酸） 3， a，制无水酒精：加新制生石灰蒸馏 b，酒精（羧酸）加新制生石灰（或NaOH固体）蒸馏c，乙醚中混有乙醇：加Na，蒸馏 d，液态烃：分馏 4，渗析 a，蛋白质中含有Na2SO4 b，淀粉中KI 5，升华奈（NaCl） 鉴别有机物的常用试剂 所谓鉴别,就是根据给定的两种或两种以上的被检物质的性质,用物理方法或化学方法,通过必要的化学实验,根据产生的不同现象,把它们一一区别开来.有机物的鉴别主要是利用官能团的特征反应进行鉴别.鉴别有机物常用的试剂及特征反应有以下几种: 1. 水 适用于不溶于水,且密度不同的有机物的鉴别.例如:苯与硝基苯. 2. 溴水 (1)与分子结构中含有C=C键或键的有机物发生加成反应而褪色.例如:烯烃,炔烃和二烯烃等. (2)与含有醛基的物质发生氧化还原反应而褪色.例如:醛类,甲酸. (3)与苯酚发生取代反应而褪色,且生成白色沉淀. 3. 酸性溶液 (1)与分子结构中含有C=C键或键的不饱和有机物发生氧化还原反应而褪色.例如:烯烃,炔烃和二烯烃等. (2)苯的同系物的侧链被氧化而褪色.例如:甲苯,二甲苯等. (3)与含有羟基,醛基的物质发生氧化还原反应而使褪色.例如:醇类,醛类,单糖等. 4. 银氨溶液(托伦试剂) 与含有醛基的物质水浴加热发生银镜反应.例如:醛类,甲酸,甲酸酯和葡萄糖等. 5. 新制悬浊液(费林试剂) (1)与较强酸性的有机酸反应,混合液澄清.例如:甲酸,乙酸等. (2)与多元醇生成绛蓝色溶液.如丙三醇. (3)与含有醛基的物质混合加热,产生砖红色沉淀.例如:醛类,甲酸,甲酸酯和葡萄糖等. 6. 金属钠 与含有羟基的物质发生置换反应产生无色气体.例如:醇类,酸类等. 7. 溶液 与苯酚反应生成紫色溶液. 8. 碘水 遇到淀粉生成蓝色溶液. 9. 溶液 与酸性较强的羧酸反应产生气体.如:乙酸和苯甲酸等.

如何提炼硅

如何提炼硅&多晶硅生产工艺 纯净的硅(Si)是从自然界中的石英矿石(主要成分二氧化硅)中提取出来的,分几步反应: 1.二氧化硅和炭粉在高温条件下反应,生成粗硅: SiO2+2C==Si(粗)+2CO 2.粗硅和氯气在高温条件下反应生成氯化硅: Si(粗)+2Cl2==SiCl4 3.氯化硅和氢气在高温条件下反应得到纯净硅: SiCl4+2H2==Si(纯)+4HCl 以上是硅的工业制法,在实验室中可以用以下方法制得较纯的硅: 1.将细砂粉(SiO2)和镁粉混合加热,制得粗硅: SiO2+2Mg==2MgO+Si(粗) 2.这些粗硅中往往含有镁,氧化镁和硅化镁,这些杂质可以用盐酸除去: Mg+2HCl==MgCl2+H2 MgO+2HCl==MgCl2+H2O Mg2Si+4HCl==2MgCl2+SiH4 3.过滤,滤渣即为纯硅 （一）国内外多晶硅生产的主要工艺技术 1，改良西门子法——闭环式三氯氢硅氢还原法 改良西门子法是用氯和氢合成氯化氢（或外购氯化氢），氯化氢和工业硅粉在一定的温度下合成三氯氢硅，然后对三氯氢硅进行分离精馏提纯，提纯后的三氯氢硅在氢还原炉内进行CVD反应生产高纯多晶硅。 国内外现有的多晶硅厂绝大部分采用此法生产电子级与太阳能级多晶硅。 2，硅烷法——硅烷热分解法 硅烷（SiH4）是以四氯化硅氢化法、硅合金分解法、氢化物还原法、硅的直接氢化法等方法制取。然后将制得的硅烷气提纯后在热分解炉生产纯度较高的棒状多晶硅。以前只有日本小松掌握此技术，由于发生过严重的爆炸事故后，没有继续扩大生产。但美国Asimi和SGS 公司仍采用硅烷气热分解生产纯度较高的电子级多晶硅产品。 3，流化床法 以四氯化硅、氢气、氯化氢和工业硅为原料在流化床内（沸腾床）高温高压下生成三氯氢硅，将三氯氢硅再进一步歧化加氢反应生成二氯二氢硅，继而生成硅烷气。 制得的硅烷气通入加有小颗粒硅粉的流化床反应炉内进行连续热分解反应，生成粒状多晶硅产品。因为在流化床反应炉内参与反应的硅表面积大，生产效率高，电耗低与成本低，适用于大规模生产太阳能级多晶硅。唯一的缺点是安全性差，危险性大。其次是产品纯度 不高，但基本能满足太阳能电池生产的使用。 此法是美国联合碳化合物公司早年研究的工艺技术。目前世界上只有美国MEMC公司采用此法生产粒状多晶硅。此法比较适合生产价廉的太阳能级多晶硅。 4，太阳能级多晶硅新工艺技术 除了上述改良西门子法、硅烷热分解法、流化床反应炉法三种方法生产电子级与太阳能级多晶硅以外，还涌现出几种专门生产太阳能级多晶硅新工艺技术。 1）冶金法生产太阳能级多晶硅 据资料报导[1]日本川崎制铁公司采用冶金法制得的多晶硅已在世界上最大的太阳能电池厂（SHARP公司）应用，现已形成800吨/年的生产能力，全量供给SHARP公司。 主要工艺是：选择纯度较好的工业硅（即冶金硅）进行水平区熔单向凝固成硅锭，去除硅锭

多晶硅硅的化学制备

多晶硅硅的化学制备 【摘要】硅是一种重要的半导体材料，目前广泛应用于微电子、太阳能、光信息等领域。作为这些领域的原材料，硅的纯度必须大于5N[1]。目前制备多晶硅的方法主要有化学法和物理法（又称“冶金法”）两大类。化学方法主要有：三氯氢硅氢还原法（改良西门子法）、硅烷法和流化床法，其他方法很少有工业化生产的实例，本文主要对三种方法进行介绍并比较分析各方法的优缺点。 【关键词】多晶硅化学方法介绍比较分析 引言 半导体材料是半导体科学发展的基础。对Si和以GaAs为代表的化合物的深入研究使集成电路、半导体激光器、高速场效应晶体管的研制获得成功，大大丰富了半导体科学的内容。近年来，半导体超晶格的发展为半导体光电子学和量子功能器件的发展开辟了广阔的道路。[2] 多晶硅的生产方法有化学法和物理法（又称“合金法”）两大类，化学法应用化学原理对硅进行提纯，物理方法通过冶金原理对硅进行提纯。物理法制备的多晶硅纯度有限，一般在4N-6N左右，根据市场应用情况来看，太阳能级多晶硅纯度需达到6N-7N，而电子级多晶硅的纯度以9N以上为宜。因此，物理法制备的多晶硅不能用于半导体材料，用于太阳能电池也尚处于探索、试产阶段，暂时还不具备进行大规模工业生产的能力。而化学法生产多晶硅的工艺相对比较成熟，产品纯度高（可达到9N-12N），不仅能够满足太阳能电池的使用，也能满足半导体材料的使用。 化学法制备多晶硅一般先将工业硅（冶金级硅，纯度97%-99.9%）通过化学反应转为硅化合物，再经过精馏提纯得到高纯硅化合物，高纯硅化合物经过化学反应生成多晶硅。其中，工业硅是从含硅矿物中提取的，高纯硅化合物一般通过化学气相沉积的方式生成棒状多晶硅或粒状多晶硅。 目前，已经工业化的多晶硅化学制备方法主要包括改良三氯氢硅氢还原法（改良西门子法）、硅烷法和流化床法，其他方法很少有工业化生产的实例，本文主要对三种方法进行介绍并比较分析各方法的优缺点。

化学分离与提纯的常用方法

化学分离与提纯的常用方法 提纯是指将混合物净化除去其杂质，得到混合物中的主体物质，提纯后的杂质不必考虑其化学成分和物理状态。混合物的分离方法有许多种，但根据其分离本质可分为两大类，一类：化学分离法，另一类：物理法，下面就混合物化学分离及提纯方法归纳如下： 分离与提纯的原则 1.引入的试剂一般只跟杂质反应。 2.后续的试剂应除去过量的前加的试剂。 3.不能引进新物质。 4.杂质与试剂反应生成的物质易与被提纯物质分离。 5.过程简单，现象明显，纯度要高。 6.尽可能将杂质转化为所需物质。 7.除去多种杂质时要考虑加入试剂的合理顺序。 8.如遇到极易溶于水的气体时，要防止倒吸现象的发生。 概念区分 清洗：从液体中分离密度较大且不溶的固体，分离沙和水； 过滤：从液体中分离不溶的固体，净化食用水； 溶解和过滤：分离两种固体，一种能溶于某溶剂，另一种则不溶，分离盐和沙； 离心分离法：从液体中分离不溶的固体，分离泥和水； 结晶法：从溶液中分离已溶解的溶质，从海水中提取食盐； 分液：分离两种不互溶的液体，分离油和水； 萃取：入适当溶剂把混合物中某成分溶解及分离，庚烷，取水溶液中的碘； 蒸馏：溶液中分离溶剂和非挥发性溶质，海水中取得纯水；

分馏：离两种互溶而沸点差别较大的液体，液态空气中分离氧和氮；石油的精炼； 升华：离两种固体,其中只有一种可以升华，离碘和沙； 吸附：去混合物中的气态或固态杂质，活性炭除去黄糖中的有色杂质； 分离和提纯常用的化学方法 1.加热法： 当混合物中混有热稳定性差的物质时，可直接加热，使热稳定性差的物质分解而分离出去。如，NaCl中混有NH4Cl，Na2CO3中混有NaHCO3等均可直接加热除去杂质。 2.沉淀法： 在混合物中加入某种试剂，使其中一种以沉淀的形式分离出去的方法。使用该方法一定要注意不能引入新的杂质。若使用多种试剂将溶液中不同微粒逐步沉淀时，应注意后加试剂的过量部分除去，最后加的试剂不引入新的杂质。如，加适量的BaCl2溶液可除去NaCl中混有的Na2SO4。

硅的提纯工艺

高纯硅的制备一般首先由硅石（SiO2）制得工业硅（粗硅），再制成高纯的多晶硅，最后拉制成半导体材料硅单晶。工业上是用硅石（SiO2）和焦炭以一定比例混合，在电炉中加热至1600~1800℃而制得纯度为95%~99%的粗硅，其反应如下：SiO2+2C=Si+2CO粗硅中一般含有铁、铝、碳、硼、磷、铜等杂质，这些杂质多以硅化构成硅酸盐的形式存在，为了进一步提高工业粗硅的纯度，可采用酸浸洗法，使杂质大部分溶解（有少数的碳化硅不溶）。其生产工艺过程是：将粗硅粉碎后，依次用盐酸、王水、（HF+H2SO4）混合酸处理，最后用蒸馏水洗至中性，烘干后可得含量为99.9%的工业粗硅。高纯多晶硅的制备方法很多，据布完全统计有十几种，但所有的方法都是从工业硅（或称硅铁，因为含铁较多）开始，首先制取既易提纯又易分解（即还原）的含硅的中间化合物如SiCl4、SiHCl3、SiH4等，再使这些中间化合物提纯、分解或还原成高纯度的多晶硅目前我国制备高纯硅多晶硅主要采用三氯氢硅氢还原法、硅烷热解法和四氯化硅氢还原法。一般说来，由于三氯氢硅还原法具有一定优点，目前比较广泛的被应用。此外，由于SiH4具有易提纯的特点，因此硅烷热分解法是制备高纯硅的很有发展潜力的方法。下面我们就分别介绍上述三种方法制备高纯硅的化学原理。1. 三氯氢硅还原法（1）三氯氢硅的合成第一步：由硅石制取粗硅硅石（SiO2）和适量的焦炭混合，并在电炉内加热至1600~1800℃可制得纯度为95%~99%的粗硅。其反应式如下：SiO2+3C=SiC+2CO（g）↑2SiC+SiO2=3Si+2CO（g）↑总反应式：SiO2+2C=Si+2CO（g）↑生成的硅由电炉底部放出，浇铸成锭。用此法生产的粗硅经酸处理后，其纯度可达到99.9%。第二步：三氯氢硅的合成三氯氢硅是由干燥的氯化氢气体和粗硅粉在合成炉中（250℃）进行合成的。其主要反应式如下：Si+3HCl=SiHCl3+H2（g）（2）三氯氢硅的提纯由合成炉中得到的三氯氢硅往往混有硼、磷、砷、铝等杂质，并且它们是有害杂质，对单晶硅质量影响极大，必须设法除去。近年来三氯氢硅的提纯方法发展很快，但由于精馏法工艺简单、操作方便，所以，目前工业上主要用精馏法。三氯氢硅精馏是利用三氯氢硅与杂质氯化物的沸点不同而分离提纯的。一般合成的三氯氢硅中常含有三氯化硼（BCl3）、三氯化磷（PCl3）、四氯化硅（SiCl4）、三氯化砷（AsCl3）、三氯化铝（Al2Cl3）等氯化物。其中绝大多数氯化物的沸点与三氯氢硅相差较大，因此通过精馏的方法就可以将这些杂质除去。但三氯化硼和三氯化磷的沸点与三氯氢硅相近，较难分离，故需采用高效精馏，以除去这两种杂质。精馏提纯的除硼效果有一定限度，所以工业上也采用除硼效果较好的络合物法。三氯氢硅沸点低，易燃易爆，全部操作要在低温下进行，一般操作环境温度不得超过25℃，并且整个过程严禁接触火星，以免发生爆炸性的燃烧。（3）三氯氢硅的氢还原提纯三氯氢硅和高纯氢混合后，通入1150℃还原炉内进行反应，即可得到硅，总的化学反应是：SiHCl3+H2=Si+3HCl 生成的高纯多晶硅淀积在多晶硅载体上。

初中化学物质的分离和提纯的方法

初中化学物质的分离和提纯的方法 （一）分离与提纯的区别：分离后混合物的组分都有不改变，而提纯只要求得到被提纯物。 (二)提纯的原则 1、所用的试剂只能与杂质反应，不能与所提纯或分离的主要成分反应； 2、不能引入新杂质；不会减少被提纯的物质； 3、杂质与试剂反应的生成物要易于分离（除旧不迎新，简明又易分） （1）过滤法：适用于固体、液体混合物的分离和提纯，且固体不溶于水，溶液可透过滤纸流下，固体留在滤纸上。 例1：从加热分解氯酸钾和二氧化锰的混合物中回收二氧化锰 例2：除去粗盐中的泥沙 例3：将碳酸钠和碳酸钙分离等。 （2）降温结晶法：适用于两种物质在水中的溶解度随温度变化差异较大的物质分离提纯。 例：除去硝酸钾中少量的氯化钠等。 （3）蒸发结晶法：适用于固体物质在水溶液中溶解度随温度变化不大的物质分离提纯。 例1：从食盐溶液中回收氯化钠晶体， 例2：除去食盐中少量的硝酸钾等。 (4)蒸馏法：适用于沸点不同的几种液体混合物的分离提纯。 例1：除去水中混有的少量的酒精 例2：从石油中练出汽油 例3：分离液态空气制取氧气。 （5）差异法： 例1：除去铜粉中的铁粉用磁铁吸取 例2：从砂石中分离出碘，加热混合物使碘升华。 2、化学方法 （1）加热分解法：适用于热稳定性差异较大的混合物分离提纯。如 ○1除去CaO中CaCO3，相关化学方程式； ○2除去Na2CO3中NaHCO3，相关化学方程式； ○3除去CaCO3中的Ca(HCO3)2。相关化学方程式。（2）加酸法：适用于混合物中各成分与酸反应不同的分离提纯。如： ○1除去NaCl中的Na2CO3,向混合物中加盐酸至不再产生气泡为止。 相关化学方程式； ○2除去铜粉中的铁粉，向混合物中加盐酸至不再产生气泡为止等。 相关化学方程式； （3）加碱法：适用于混合物中各成分与碱反应不同的分离提纯。如： ○1除去NaOH溶液中的Na2CO3，向混合物中加Ca(OH)2至不再产生沉淀为止,过滤。 相关化学方程式； ○2除去NaCl中NH4Cl，向混合物中加入适量的NaOH，加热至不再产生气体为止等。 相关化学方程式。 （4）转化法：适用于混合物中中杂质经化学反应能生成主要成分的提纯。如： ○1除去FeSO4溶液中CuSO4，向混合物中加过量的铁粉，过滤。 相关化学方程式； ○2除去CuO中的Cu，将混合物放在空气中灼烧等。 相关化学方程式； （5）沉淀法：适用于混合溶液中某成分与所加试剂形成沉淀而分离提纯。如： ○1除去HCl中H2SO4，向混合物中加入BaCl2至不再产生沉淀为止。 相关化学方程式； ○2除去NaNO3中的Mg(NO3)2,,向混合物中加入NaOH溶液至不再产生沉淀为止,过滤等。 相关化学方程式； （6）氧化-还原法：适用于混合物中各成分氧化性或还原性不同来分离提纯。如： ○1除去CO2中的CO，将混合气体通过灼热的氧化铜。 相关化学方程式； ○2除去CO2中的O2，将混合气体通过灼热的铜网等。 相关化学方程式。 答题时应先从物理方法入手，尽量采用物理方法，通常考虑物质的沸点，溶解性、密度、磁性等，不能用物理方法分开的，再采用化学方法，从溶液中离子的角度选择试剂，将杂质离子变成气体、沉淀或水而除去。 （五）相关训练题 1、初中阶段干燥气体常用方法 ○1CO2、SO2、HCl等气体常用干燥。 ○2NH3等碱性气体常用或固体干燥。 ○3H2、O2、N2、CO等既可用干燥，也可用干燥。 2、除去常见气态杂质的化学方法 ○1除去CO2、SO2、HCl等到酸性气体杂质时，常用溶液吸收。 ○2除去NH3等碱性气体常用吸收。 ○3杂质为氧气时，让混合气体通过灼热的（条件：被提纯的气体不与该物质反应）。

(word完整版)初中化学物质分离与提纯的常用方法小结

初中化学物质分离与提纯的常用方法小结 物质的分离是将几种物质通过物理或化学方法分开，提纯则要求把不纯物质中的杂质除去。提纯的原则是： ①不增：即在除掉杂质时不增加新杂质。 ②不减：即被提纯的物质不能减少或改变。 ③易分：即操作简便易行，杂质易分离除去。 ④最佳：即最好在除去杂质的同时能增加被提纯物质的量。 一、常用的物理方法 1. 过滤法：适用于固体与液体的混合物进行分离。 ①先将混合物溶于水。 ②过滤。 ③将滤液蒸发得某溶质。 2、蒸发：适用于可溶性固体溶质与溶剂的分离。 3、降温结晶（重结晶）法：适用于两种可溶性固体的溶解度受温度影响变化明显不同的混合物进行分离。溶解度变化大的那种物质被提纯出来。 可按如下步骤：①在高温下制成饱和溶液，②结晶，③过滤。 4、特殊性质法：利用混合物中某些物质的特性进行物质分离。如：Cu粉中混有Fe粉，可用磁铁吸出铁粉。 二、常用的化学方法 原理：所用试剂能与杂质反应，不能与提纯物反应，把杂质转化

成水；气体；沉淀除去，又不能引入新的杂质。 1、沉淀法：即加入一种试剂和杂质反应生成沉淀经过滤而除去。 如：HNO3中混有H2SO4，可加入适量的Ba(NO3)2溶液： 2、化气法：即加入一种试剂和杂质反应，使其生成气体而除去。如一般某盐中混有少量碳酸盐、碳酸氢盐等常用此法除去。 如NaCl溶液中混有Na2CO3，可加入适量的稀盐酸： 3、置换法：即在某盐溶液中加入某金属，把盐溶液中的金属置换出来，从而把杂质除去。 如Zn SO4溶液中含有CuSO4，可加入过量的锌： 4、转化法：即通过某种方法，把杂质转化为被提纯的物质。 如CO2气体中混有少量的CO，可将混合气体通过盛有足量灼热的CuO的试管：

高纯硅制备的化学原理

高纯硅制备的化学原理(1) 高纯硅的制备一般首先由硅石（SiO2）制得工业硅（粗硅），再制成高纯的多晶硅，最后拉制成半导体材料硅单晶。 工业上是用硅石（SiO2）和焦炭以一定比例混合，在电炉中加热至 1600~1800℃而制得纯度为95%~99%的粗硅，其反应如下：SiO2+2C=Si+2CO 粗硅中一般含有铁、铝、碳、硼、磷、铜等杂质，这些杂质多以硅化构成硅酸盐的形式存在，为了进一步提高工业粗硅的纯度，可采用酸浸洗法，使杂质大部分溶解（有少数的碳化硅不溶）。其生产工艺过程是：将粗硅粉碎后，依次用盐酸、王水、（HF+H2SO4）混合酸处理，最后用蒸馏水洗至中性，烘干后可得含量为99.9%的工业粗硅。 高纯多晶硅的制备方法很多，据布完全统计有十几种，但所有的方法都是从工业硅（或称硅铁，因为含铁较多）开始，首先制取既易提纯又易分解（即还原）的含硅的中间化合物如SiCl4、SiHCl3、SiH4等，再使这些中间化合物提纯、分解或还原成高纯度的多晶硅，其工艺流程大致如图1： 目前我国制备高纯硅多晶硅主要采用三氯氢硅氢还原法、硅烷热解法和四氯化硅氢还原法。一般说来，由于三氯氢硅还原法具有一定优点，目前比较广泛的被应用。此外，由于SiH4具有易提纯的特点，因此硅烷热分解法是制备高纯硅的很有发展潜力的方法。下面我们就分别介绍上述三种方法制备高纯硅的化学原 理。 1. 三氯氢硅还原法 （1）三氯氢硅的合成 第一步：由硅石制取粗硅硅石（SiO2）和适量的焦炭混合，并在电炉内加热至1600~1800℃ 可制得纯度为95%~99%的粗硅。其反应式如下： SiO2+3C=SiC+2CO（g）↑

化学分离与提纯的常用方法

化学分离与提纯的常用方 法 Prepared on 21 November 2021

化学分离与提纯的常用方法 提纯是指将混合物净化除去其杂质，得到混合物中的主体物质，提纯后的杂质不必考虑其化学成分和物理状态。混合物的分离方法有许多种，但根据其分离本质可分为两大类，一类：化学分离法，另一类：物理法，下面就混合物化学分离及提纯方法归纳如下： 分离与提纯的原则 1.引入的试剂一般只跟杂质反应。 2.后续的试剂应除去过量的前加的试剂。 3.不能引进新物质。 4.杂质与试剂反应生成的物质易与被提纯物质分离。 5.过程简单，现象明显，纯度要高。 6.尽可能将杂质转化为所需物质。 7.除去多种杂质时要考虑加入试剂的合理顺序。 8.如遇到极易溶于水的气体时，要防止倒吸现象的发生。 概念区分 清洗：从液体中分离密度较大且不溶的固体，分离沙和水； 过滤：从液体中分离不溶的固体，净化食用水； 溶解和过滤：分离两种固体，一种能溶于某溶剂，另一种则不溶，分离盐和沙； 离心分离法：从液体中分离不溶的固体，分离泥和水； 结晶法：从溶液中分离已溶解的溶质，从海水中提取食盐； 分液：分离两种不互溶的液体，分离油和水； 萃取：入适当溶剂把混合物中某成分溶解及分离，庚烷，取水溶液中的碘； 蒸馏：溶液中分离溶剂和非挥发性溶质，海水中取得纯水； 分馏：离两种互溶而沸点差别较大的液体，液态空气中分离氧和氮；石油的精炼；升华：离两种固体,其中只有一种可以升华，离碘和沙； 吸附：去混合物中的气态或固态杂质，活性炭除去黄糖中的有色杂质； 分离和提纯常用的化学方法 1.加热法： 当混合物中混有热稳定性差的物质时，可直接加热，使热稳定性差的物质分解而分离出去。如，NaCl中混有NH4Cl，Na2CO3中混有NaHCO3等均可直接加热除去杂质。2.沉淀法： 在混合物中加入某种试剂，使其中一种以沉淀的形式分离出去的方法。使用该方法一定要注意不能引入新的杂质。若使用多种试剂将溶液中不同微粒逐步沉淀时，应注意

硅材料的制备

1 硅材料的制备 导语：现阶段光伏行业，单晶硅电池和多晶硅电池是比较常见的两种太阳能电池，他们各有优缺点，近来集合两种电池优点于一身的准单晶电池逐渐进入人们的视野。生产制造这几种太阳能电池的原材料是硅锭，根据分类的不同，硅锭可以由多种不同的制备方法制得。硅锭再经过表面整形、定向、切割、研磨、腐蚀、抛光和清洗等一系列工艺处理之后，加工成制造太阳能电池的基本材料——硅片。 一、单晶硅 1.概念 单晶硅，英文，Monocrystalline silicon ，是硅的单晶体。具有基本完整的点阵结构的晶体。不同的方向具有不同的性质，是一种良好的半导材料。纯度要求达到99.9999%，甚至达到99.9999999% 以上。用于制造半导体器件、太阳能电池等。用高纯度的多晶硅在单晶炉内拉制而成。 熔融的单质硅在凝固时硅原子以金刚石晶格排列成许多晶核，如果这些晶核长成晶面取向相同的晶粒，则这些晶粒平行结合起来便结晶成单晶硅。

2 单晶硅 2.制备方法 单晶硅按晶体生长方法的不同，主要分为直拉法（CZ ）和区熔法（FZ ）。 直拉法：直拉法又称切克劳斯基法，它是在1917年有切克劳斯基（Czochralski ）建立起来的一种晶体生长方法，简称CZ 法。直拉单晶制造是把原料多硅晶块放入石英坩埚中，在单晶炉中加热融化 ，再将一根直径只有10mm 的棒状晶种（称籽晶）浸入融液中。在合适的温度下，融液中的硅原子会顺着晶种的硅原子排列结构在固液交界面上形成规则的结晶，成为单晶体。把晶种微微的旋转向上提升，融液中的硅原子会在前面形成的单晶体上继续结晶，并延续其规则的原子排列结构。若整个结晶环境稳定，就可以周而复始的形成结晶，最后形成一根圆柱形的原子排列整齐的硅单晶晶体，即硅单晶锭。当结晶加快时，晶体直径会变粗，提高升速可以使直径变细，增加温度能抑制结晶速度。反之，若结晶变慢，直径变细，则通过降低拉速和降温去控制。拉晶开始，先引出一定长度，直径为3～5mm 的细颈，以消除结晶位错，这个过程叫做引晶。然后放大单晶体直径至工艺要求，进入等径阶段，直至大部分硅融液都结晶成单晶锭，只剩下少量剩料。

硅晶圆

制造过程： 晶圆是制造半导体芯片的基本材料，半导体集成电路最主要的原料是硅，因此对应的就是硅晶圆。 硅在自然界中以硅酸盐或二氧化硅的形式广泛存在于岩石、砂砾中，硅晶圆的制造可以归纳为三个基本步骤：硅提炼及提纯、单晶硅生长、晶圆成型。 首先是硅提纯，将沙石原料放入一个温度约为2000 ℃，并且有碳源存在的电弧熔炉中，在高温下，碳和沙石中的二氧化硅进行化学反应（碳与氧结合，剩下硅），得到纯度约为98%的纯硅，又称作冶金级硅，这对微电子器件来说不够纯，因为半导体材料的电学特性对杂质的浓度非常敏感，因此对冶金级硅进行进一步提纯：将粉碎的冶金级硅与气态的氯化氢进行氯化反应，生成液态的硅烷，然后通过蒸馏和化学还原工艺，得到了高纯度的多晶硅，其纯度高达99.999999999%，成为电子级硅。 接下来是单晶硅生长，最常用的方法叫直拉法。高纯度的多晶硅放在石英坩埚中，并用外面围绕着的石墨加热器不断加热，温度维持在大约1400 ℃，炉中的空气通常是惰性气体，使多晶硅熔化，同时又不会产生不需要的化学反应。为了形成单晶硅，还需要控制晶体的方向：坩埚带着多晶硅熔化物在旋转，把一颗籽晶浸入其中，并且由拉制棒带着籽晶作反方向旋转，同时慢慢地、垂直地由硅熔化物中向上拉出。熔化的多晶硅会粘在籽晶的底端，按籽晶晶格排列的方向不断地生长上去。因此所生长的晶体的方向性是由籽晶所决定的，在其

被拉出和冷却后就生长成了与籽晶内部晶格方向相同的单晶硅棒。用直拉法生长后，单晶棒将按适当的尺寸进行切割，然后进行研磨，将凹凸的切痕磨掉，再用化学机械抛光工艺使其至少一面光滑如镜，晶圆片制造就完成了。 晶圆制造 单晶硅棒的直径是由籽晶拉出的速度和旋转速度决定的，一般来说，上拉速率越慢，生长的单晶硅棒直径越大。而切出的晶圆片的厚度与直径有关，虽然半导体器件的制备只在晶圆的顶部几微米的范围内完成，但是晶圆的厚度一般要达到1 mm，才能保证足够的机械应力支撑，因此晶圆的厚度会随直径的增长而增长。 晶圆制造厂把这些多晶硅融解，再在融液里种入籽晶，然后将其慢慢拉出，以形成圆柱状的单晶硅晶棒，由于硅晶棒是由一颗晶面取向确定的籽晶在熔融态的硅原料中逐渐生成，此过程称为“长晶”。硅晶棒再经过切段，滚磨，切片，倒角，抛光，激光刻，包装后，即成为集成电路工厂的基本原料——硅晶圆片，这就是“晶圆”。 基本原料： 硅是由石英砂所精练出来的，晶圆便是硅元素加以纯化（99.999%），接着是将这些纯硅制成硅晶棒，成为制造集成电路的石英半导体的材料，经过照相制版，研磨，抛光，切片等程序，将多晶硅融解拉出单晶硅晶棒，然后切割成一片一片薄薄的晶圆。

(化学)化学化学除杂分离和提纯练习题20篇

（化学）化学化学除杂分离和提纯练习题20篇 一、中考化学除杂分离和提纯 1．下列哪种试剂最适合用来除去NaCl 溶液中混有的少量NaOH （ ） A ．23Na CO 溶液 B ．24H SO 溶液 C ．HCl 溶液 D ．2Ca(OH)溶液 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】 A 、23Na CO 溶液和NaOH 不反应，不能用于除去NaCl 溶液中混有的少量NaOH ，故A 错； B 、24H SO 溶液和NaOH 发生反应生成硫酸钠和水，会引入新杂质硫酸钠，故B 错； C 、HCl 溶液和NaOH 发生反应生成氯化钠和水，不会引入新杂质，符合题意故C 正确； D 、2Ca(OH)溶液和NaOH 不反应，不能用于除去NaCl 溶液中混有的少量NaOH ，故D 错； 故选：C 。 【点睛】 除杂的原则不引入新杂质，被提纯物质不能减少，杂质容易分离。 2．下列实验方案中，能达到实验目的的是 A ．A B ．B C ．C D ．D 【答案】B 【解析】 A 、分离碳酸钠和氢氧化钠的混合物时加入氢氧化钙，氢氧化钙能与碳酸钠反应生成氢氧化钠和碳酸钙，过滤可除掉碳酸钙，此过程除掉了原物质中的碳酸钠，不能起到分离碳酸钠与氢氧化钠的目的； B 、除去氯化钠固体中的少量碳酸钠时加适量的稀盐酸，稀盐酸会与碳酸钠反应生成氯化钠水和二氧化碳，二氧化碳从溶液中跑出，剩余的溶液蒸发结晶即

可得较纯净的氯化钠； C、该方式是利用一氧化碳还原氧化铁生成二氧化碳的原理来验证一氧化碳的存在，所以实验开始时一定要先除掉混合物中的原有二氧化碳，以防止对实验的干扰； D、酚酞试液在酸性和中性溶液中均不变色，所以无法区分氯化钠溶液（显中性）和稀盐酸（显酸性），只能鉴定出能使其变红的碱性氢氧化钠的溶液。 3．除去下列物质中的杂质，除杂方法正确的是 A．A B．B C．C D．D 【答案】D 【解析】 【分析】 根据原物质和杂质的性质选择适当的除杂剂和分离方法，所谓除杂（提纯），是指除去杂质，同时被提纯物质不得改变。除杂质题至少要满足两个条件：①加入的试剂只能与杂质反应，不能与原物质反应；②反应后不能引入新的杂质。 【详解】 A、Zn和Fe均能与过量稀硫酸反应，不但能把杂质除去，也会把原物质除去，不符合除杂原则，故选项所采取的方法错误。 B、氯化钠的溶解度受温度影响较小，氯化钠溶液中含有少量的硝酸钾，应用蒸发结晶的方法提纯氯化钠，故选项所采取的方法错误。 C、除去二氧化碳中的一氧化碳不能够通氧气点燃，这是因为除去气体中的气体杂质不能使用气体，否则会引入新的气体杂质（氧气），故选项所采取的方法错误。 D、过量铁粉能与CuCl2溶液反应生成氯化亚铁溶液和铜，再过滤，能除去杂质且没有引入新的杂质，符合除杂原则，故选项所采取的方法正确。 故选：D。 【点睛】 物质的分离与除杂是中考的重点，也是难点，解决除杂问题时，抓住除杂质的必需条件（加入的试剂只与杂质反应，反应后不能引入新的杂质）是正确解题的关键。 4．除去下列各组物质中的杂质（括号内为杂质），所选用的试剂（足量）及操作方法均正确的是（）

硅原料是从哪里提炼出来的

硅原料是从哪里提炼出来的 制备 工业上，通常是在电炉中由碳还原二氧化硅而制得。 硅是地球上储量第二的化学元素，作为半导体材料，人们对它研究得最多、技术最成熟，而且晶硅性能稳定、无毒，因此成为太阳电池研究开发、生产和应用中的主体材料。但高纯度多晶硅在我国却十分短缺，绝大部分需要依赖进口。 高纯度硅在石英中提取，以单晶硅为例，提炼要经过以下过程：石英砂一冶金级硅一提纯和精炼一沉积多晶硅锭一单晶硅一硅片切割。 冶金级硅的提炼并不难。它的制备主要是在电弧炉中用碳还原石英砂而成。这样被还原出来的硅的纯度约98-99%，但半导体工业用硅还必须进行高度提纯。电子级硅的杂质含量约10^(-10)%以下。而在提纯过程中，有一项“三氯氢硅还原法(西门子法)”的关键技术我国还没有掌握，由于没有这项技术，我国在提炼过程中70%以上的多晶硅都通过氯气排放了，不仅提炼成本高，而且环境污染非常严重。 事实上，我国每年都从石英石中提取大量的工业硅，以1美元/公斤的价格出口到德国、美国和日本等国，而这些国家把工业硅加工成高纯度的晶体硅材料，以46-80美元/公斤的价格卖给我国的太阳能企业。 新光硅业2001年在四川乐山投建，是我国第一条千吨多晶硅生产线，规划年产1260吨的多晶硅。 纯净的硅(Si)是从自然界中的石英矿石(主要成分二氧化硅)中提取出来的,分几步反应: 1.二氧化硅和炭粉在高温条件下反应,生成粗硅: SiO2+2C==Si(粗)+2CO 2.粗硅和氯气在高温条件下反应生成氯化硅: Si(粗)+2Cl2==SiCl4 3.氯化硅和氢气在高温条件下反应得到纯净硅: SiCl4+2H2==Si(纯)+4HCl 以上是硅的工业制法,在实验室中可以用以下方法制得较纯的硅: 1.将细砂粉(SiO2)和镁粉混合加热,制得粗硅: SiO2+2Mg==2MgO+Si(粗) 2.这些粗硅中往往含有镁,氧化镁和硅化镁,这些杂质可以用盐酸除去: Mg+2HCl==MgCl2+H2 MgO+2HCl==MgCl2+H2O Mg2Si+4HCl==2MgCl2+SiH4

世界上最纯的物质----硅

世界上最纯的物质：硅 硅，是人类在世界上提得最纯的物质，目前人类能够得到的最纯的硅，纯度是99.99999999999999%，估计 读者们数不过来，告诉您吧，是16个9。 但是，纯硅虽然也有半导体的性质，却是一种没有什么实际用处的半导体。真正要制作能够使用的半导体 器件，包括太阳能电池，就要在其中添加一些杂质，常见的是磷和硼。也有镓、砷、铝和其它一些元素。 杂质的作用，总体上来说，是调节硅原子的能级，学过半导体或固体物理的人知道，由于晶体结构的原因，固体中的全部原子的各能级形成了能带，硅通常可以分为三个能带，最上面是导带，中间是禁带，下面是价带。如果以火车为比喻的话，那么，导带是火车，价带是站台，禁带则是站台与火车之间的间隙。 如果所有的自由电子都在价带上，那么，这个固体就是绝缘体,这就好比人站在站台上，是到不了别处的； 如果所有的自由电子都在导带上，那么这个固体就是导体，这就好象人上了火车，可以周游全国了。 半导体的自由电子平时在价带上，但受到一些激发的时候，如热、光照、电激发等，部分自由电子可以跑 到导带上去，显示出导电的性质，所以称为半导体。 硅就是这样一种半导体，但由于纯硅的导带和价带的距离过大（也称为禁带过宽，），这就好像是就是站台离火车太远，一般的人很难从站台跳到火车上去一样，通常只有很少量的电子能够被从价带激发到导带上， 所以纯硅的半导体性质比较微弱，不能直接应用。 有用且必需的杂质 为了解决这个问题，科学家们想出了添加杂质的方法，这些杂质在导带和禁带之间形成杂质能级，这些杂 质能级要么距离导带很近（如磷），是提供电子的，称为施主能级；要么距离价带很近（如硼），是接受电子的，称为受主能级。这样，一些很小的激发就可以使硅具有导电的性质。这就好比在车站和站台之间，加一 些垫脚的石凳，离站台近的，就是受主能级，离火车近的，是施主能级。 能够提供施主能级或受主能级的杂质，分别称为施主杂质和受主杂质，这些，当然是有用的杂质。 施主杂质的典型代表是磷，受主杂质的典型代表是硼。这两种杂质之所以成为最常用的半导体杂质，我的 看法是因为它们在硅中的分凝系数是最接近于1的，也就是说，在掺杂后，拉单晶生长的时候，容易形成均 匀的浓度分布。 而他们在硅中的分凝系数之所以能够最接近于1，是因为他们的性质与硅最接近。但也正是因为如此，导 致了在物理法提纯的过程中，硼和磷成为了最难去除的元素。 有用的杂质，其数量也有一个适中的范围，过小，效果不明显，过多，使得导电性太强，不容易控制，反 而成为废物。通常，不同的半导体的应用对杂质的要求有不同的范围。而对于太阳能电池应用来说，对应的电子或空穴的体密度，应该在1017 / CM3左右，大家可以自己计算对应的杂质浓度。 掺杂了受主杂质的硅成为P型，常见的是掺硼的硅。掺杂了施主杂质的硅称为N型，常见的是掺磷的硅。对于太阳能电池来说，P 型硅比较常见，因为前面所说的，硼的分凝系数是0.8，在单晶中，硼比较容易掺 杂均匀的缘故。 太阳能电池要发电，就要有PN结，这样才能在光照的情况下，形成正负极。对于P型半导体来说，N型结，是通过在硅片的表面通过扩散的工艺形成一层磷的薄层。 纯硅的杂质浓度与电阻率的关系 在半导体电子级的硅材料中，由于通常都是先将硅提纯到很高的纯度，比如11N或者10N左右，之后再进 行掺杂，所以，材料中的杂质比较单纯。例如，用来进行生产单晶硅太阳能电池片的多晶硅材料，硅的纯度 通常可以达到9N的纯度，然后对硼掺杂到大约1ppma 的量级，而这时，其它的杂质都会小于1ppb，（除了C、O、N之外，为什么要除去这三种，我在后面会交代）。 这种情况下，如果硼的杂质浓度有变化，比如万一掺杂的比例弄错了，或者结晶的情况不理想导致各个部 分有差异，其实并不需要对单晶硅棒的各个部位进行取样也能知道硼的浓度分布如何。方法很简单，就是测 量电阻率的分布，就可以知道各个部位的硼的含量了。因为，硼的浓度就代表了载流子的浓度，直接与电导 率呈正比关系，所以，在各个部位的硼的浓度是与电阻率呈倒数关系的。 同样，对于纯粹的N型半导体，用电阻率的分布，也可以知道磷的浓度分布。 杂质补偿与PN转型 但是，如果是材料里，又有磷、又有硼，比如，在已经制作了PN结的硅片中（近年，由于硅材料紧张，许多公司进口回收的硅料，就大量地遇到这种情况），在PN结附近，就有这样硼磷同时存在的情形。如果这种材料又曾经经过了一些退火之类的高温处理的话，PN结附近的材料会向对方的深处扩散，导致P型的部分含 有磷，N型的部分含有硼得情况。这时，会出现所谓的“补偿”现象。