人类每年都要从大自然中提取大量的金属，用于满足日常生活和工农业生产的需要。
⑴某铁厂以焦炭、赤铁矿石（主要含Fe₂O₃）、空气等为原料炼铁，反应过程如下：
上述工艺流程中，步骤③发生反应的化学方程式为_________，该反应中的还原剂是_________。
⑵实验室常用下图装置模拟炼铁反应，实验开始时，须先通 CO，再用酒精喷灯加热，这样做的目的是_________。
⑶我国古代即有湿法冶金技术，古书中就有“曾青得铁则化为铜”之说，请你写出铁能从硫酸铜溶液中置换出铜单质的原因：_________。
⑷在众多的金属材料中，铝及其合金一直在人类生产、生活中占据着主导地位，工业上常采用电解氧化铝的方法来冶炼铝，该反应的化学方程式为_________。