随着炼铁技术的进步，对物质资源的综合利用是大势所趋。竖炉冶铁工艺流程如下图所示,根据下列流程图回答问题。

（1）该工艺的主要原料为氧气、                和                。
（2）赤铁矿与CO反应的化学方程式为                       。
（3）在催化反应室中，化合价发生改变的元素是                  。