钛（Ti）和钛合金是二十一世纪重要的金属材料，享有“未来金属”的美称，可用于制造航天飞机、船舶等。钛的冶炼方法很多，方法之一是利用二氧化钛和金属铝在高温条件下发生置换反应制得，该反应的化学方程式为　　，该反应中化合价升高的元素是　　，该反应中发生还原反应的物质是　　。