从陶瓷、玻璃、水泥到电子芯片，硅元素的用途非常广泛。工业制取高纯硅的部分反应原理的微观示意图如图。请回答下列问题：
（1）画出硅原子的结构示意图 。
（2）甲物质中两种元素的质量比为 。
（3）该反应的化学方程式为 ，该反应属于 （选填基本反应类型）。
（4）应后硅元素的化合价 （选填“升高”、“降低”或“不变”）。
有些食品袋里装有一小袋铁粉作保鲜剂，它利用了钢铁生锈的化学原理，所以有人称它为"双吸剂"，这里的"双吸"是吸收空气中的这两种物质。有一袋铁粉使用了一段时间，表面已经生锈，但经过验证它还可以继续使用，其验证方法是加入过量稀盐酸，能观察到的现象是。加稀盐酸后发生反应的化学方程式为：；。
科学探究是奇妙的过程。在一次实验中，小明不小心把硫酸铜溶液滴加到了盛有5％
的溶液的试管中，立即有大量的气泡产生。硫酸铜溶液中含有三种粒子(
、
、
)，小明想知道硫酸铜溶液中的哪种粒子能使双氧水分解的速率加快。请你和小明一起通过下图所示的三个实验完成这次探究活动，并填写空白。
(1)你认为最不可能的是哪一种粒子，理由是。
(2)检验实验①产生的气体的方法是。
(3)要证明另外两种粒子能否加快双氧水分解的速率，还需要进行实验②和③；在实验②中加入稀硫酸后，无明显变化，证明不起催化作用；在实验③中加入后，会观察到大量的气泡，证明起催化作用的是。
(4)小明如果要确定硫酸铜是催化剂，还须通过实验确认它在化学反应前后。
下图是实验室常用的实验装置，请回答下列问题。
(1)写出仪器a的名称。
(2)用上述装置组装实验室制取和收集二氧化碳的一组仪器组合是。'(填装置代号字母)。若用F进行排空气法收集氢气，则气体应从口进入(填b或C)。
(3)若某同学用C装置收集一瓶较纯净氧气，当观察到时开始收集。
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