江苏南京市国民经常和社会发展第“十二五”规划纲要指出，要做强做优电子信息等工业支柱产业，硅是信息技术的关键材料，常用以下方法制得纯硅，如下图所示：
⑴图中①③发生了置换反应，②发生的化合反应，写出②和③的化学方程式。
② ；
③ 。
⑵完成一种表示置换反应的通式：单质(Ⅰ)+化合物(Ⅰ) =单质(Ⅱ)+ ，根据已学知识填表：
通过电解水实验可以研究水的组成。
（1）电解水的装置如图所示，该反应的化学方程式是 。检验a管中气体的操作：先 ，再打开活塞。
（2）电解水的微观示意图如下，请在方框中补全相应微粒的图示。
“铁丝在氧气中燃烧”的装置如图所示，回答表格中的问题。
| 实验步骤 |
（1）预先在集气瓶中放入少量水，其作用是 。 （2）待火柴快燃尽时，再将铁丝伸入盛有氧气的集气瓶中。 “火柴快要燃尽时再伸入集气瓶中”的目的是 。 |
| 实验现象 |
铁丝剧烈燃烧， ，放出大量热，生成一种黑色固体。 |
| 实验结论 |
该反应的化学方程式是 。 |
根据下图回答问题。
（1）仪器a的名称是 。
（2）实验室制取二氧化碳的化学方程式是 。
（3）实验室用高锰酸钾制取氧气的化学方程式是 ，所选用的发生装置是 （填字母序号，下同），收集装置是 或E。在加入药品前，应进行的操作是 。
合成氨是人类科学技术上的一项重大突破，对社会发展与科技进步做出了巨大贡献。合成氨工艺的主要流程如下：
（1）合成塔中的反应在高温、高压、催化剂条件下进行，其化学方程式是 。
（2）生产过程中可循环使用的物质是 。
（3）根据表中的数据回答问题。
| 物质 |
H2 |
N2 |
O2 |
NH3 |
| 沸点/℃（1.01×105 Pa） |
–252 |
–195.8 |
–183 |
–33.35 |
在1.01×105 Pa时，欲将NH3与N2、H2分离，适宜的方法是 。
钛是银白色金属，具有硬度大、熔点高、耐腐蚀等许多优良性能，被誉为“未来金属”。由钒钛磁铁矿提取金属钛的主要流程如下：
（1）钛铁矿的主要成分是钛酸亚铁（FeTiO3），其中钛的化合价为 。
（2） 高温时，通过反应II可制得TiCl4和一种可燃性气体，该反应的化学方程式是 。
（3）反应III为置换反应，该反应在高温下进行，其化学方程式是 。