Ответ

Ниже — подробные цепочки превращений для пунктов (а) и (б). Для каждой стрелки даю уравнение (по возможности сбалансированное), реагенты/условия и короткую поясняющую заметку (включая меры предосторожности, где это важно).

а) SiO₂ → Si → Ca₂Si → SiH₄ → SiO₂ → Si

1. SiO₂ → Si
   Реакция (карботермическое восстановление, промышленный способ):

   $$\mathrm{SiO_2 + 2C \xrightarrow{1500-2000^\circ C} Si + 2CO}$$

   Условия: очень высокая температура (электрические печи), восстановитель — углерод (коксовый уголь).
   Альтернатива (лабораторная, металлотермическая):

   $$\mathrm{SiO_2 + 2Mg \xrightarrow{\Delta} Si + 2MgO}$$

   Замечание: после восстановления MgO удаляют раствором кислоты/выщелачиванием; карботермический путь даёт «металлургический кремний».

2. Si → Ca₂Si
   Реакция металлического кремния с кальцием (нагревание):

   $$\mathrm{2Ca + Si \xrightarrow{\Delta,\ inert\ atmosphere} Ca_2Si}$$

   Условия: плавление/нагрев взаимодействующих металлов в инертной атмосфере или вакууме. Ca — активный металл, требуется защита от кислорода/влаги.

3. Ca₂Si → SiH₄
   Гидролиз кальцийсилицида даёт силан (сильносорбционно реакционно):

   $$\mathrm{Ca_2Si + 4H_2O \longrightarrow SiH_4 + 2Ca(OH)_2}$$

   Условия: осторожное добавление воды к Ca₂Si; продукт — SiH₄ (силан) — очень горюч и пирофорен на воздухе.
   Предупреждение: синтез и обращение с SiH₄ требуют строгих мер безопасности (инертная атмосфера, удаление кислорода, удалённое место для сбора газа).

4. SiH₄ → SiO₂
   Окисление/сжигание силана в кислороде даёт диоксид кремния и воду:

   $$\mathrm{SiH_4 + 2O_2 \longrightarrow SiO_2 + 2H_2O}$$

   Условия: естественно протекает очень бурно (пламя). В лаборатории окисление проводят в контролируемых условиях/каталитически для получения аэросилы/SiO₂.

5. SiO₂ → Si
   (см. шаг 1) — повторное восстановление карботермически или металлотермически:

   $$\mathrm{SiO_2 + 2C \xrightarrow{\Delta} Si + 2CO}$$

б) Si → SiO₂ → Na₂SiO₃ → H₂SiO₃ → SiO₂ → Si

1. Si → SiO₂
   Окисление кремния:

   $$\mathrm{Si + O_2 \xrightarrow{\Delta} SiO_2}$$

   Условия: термическая оксидизация, либо влажная/сухая окись (в печи при высокой температуре или при коррозии).

2. SiO₂ → Na₂SiO₃
   Два распространённых способа:

   • Фьюзинг с карбонатом натрия (плавление):

     $$\mathrm{SiO_2 + Na_2CO_3 \xrightarrow{heat} Na_2SiO_3 + CO_2}$$

     Условия: температура плавления (≈900–1100 °C).

   • Растворение в щёлочи (щелочное расщепление):

     $$\mathrm{SiO_2 + 2NaOH \xrightarrow{t,\,aq} Na_2SiO_3 + H_2O}$$

     Условия: горячий концентрированный NaOH даёт растворимое натриевое кремниевое соединение (натриевое стекло/силикат).

3. Na₂SiO₃ → H₂SiO₃
   Кислотное осаждение (нейтрализация) даёт кремниевую кислоту/осадок поликремниевой кислоты:

   $$\mathrm{Na_2SiO_3 + 2HCl \longrightarrow H_2SiO_3\downarrow + 2NaCl}$$

   Реально при добавлении кислоты образуется коллоидный/полимерный осадок, часто записывают как nH₂SiO₃ или как SiO₂·nH₂O (силикагель, осадок).

4. H₂SiO₃ → SiO₂
   Дегидратация/конденсация кремниевой кислоты:

   $$\mathrm{H_2SiO_3 \xrightarrow{\Delta} SiO_2 + H_2O}$$

   На практике: сушка/нагрев осадка H₂SiO₃ приводит к образованию аморфной или кристаллической SiO₂ (пара/вода удаляется).

5. SiO₂ → Si
   (см. шаг а.1) — восстановление карботермически или металлотермически:

   $$\mathrm{SiO_2 + 2C \xrightarrow{\Delta} Si + 2CO}$$

   или

   $$\mathrm{SiO_2 + 2Mg \xrightarrow{\Delta} Si + 2MgO}$$

Дополнительные замечания и уточнения

• В пунктах, где появляется SiH₄ (силан) — это очень реакционноспособный и опасный газ (пирофорный). Его синтез и использование требуют специализированной аппаратуры и строгой безопасности. В учебных задачах обычно указывают образование силана гидролизом Ca₂Si, но на практике это проводится в контролируемых условиях.

• В реальности соединения типа H₂SiO₃ обычно представляют собой полимеры — осадки «кремниевой кислоты», которые при сушке превращаются в SiO₂·nH₂O или SiO₂; формула H₄SiO₄/ H₂SiO₃ — условная для записи кислотности. При описании цепочки кислотное осаждение натриевого метасиликата даёт коллоидную/полимерную форму, а затем через сушку/обжиг получают SiO₂.

• Все высокотемпературные операции (восстановления, фьюзинг) выполняют в защищённой атмосфере/печах; реагенты (NaOH, HCl, Mg, Ca) требуют соответствующей химической безопасности.

Если нужно, могу привести более подробные условия (температуры, растворит