金属钛（Ti）具有熔点高、密度小、抗腐蚀、易于加工等优良性能，被誉为“未来的金属”．工业上以钛酸亚铁（FeTiO₃）等原料经过一系列反应制备纳米TiO₃和钛，主要生产过程如下：（其他产物已略去）

（1）反应①生成两种氯化物和一种有毒的氧化物气体，该气体的化学式是{#blank#}1{#/blank#} ．

（2）反应②中的化学方程式是{#blank#}2{#/blank#} ．

（3）纳米TiO₂中钛元素和化合价为{#blank#}3{#/blank#} 价．

（4）反应①②③④中属于置换反应的是{#blank#}4{#/blank#} （填序号）．

步骤1：用盛水的水槽、无底的废广口瓶、燃烧匙、蒸发皿、橡皮塞等装配成如图所示的装置；另准备一只有一根铜丝穿过的橡皮塞，铜丝末端固定一根镁条．

步骤2：引燃燃烧匙中足量的红磷，塞好橡皮塞；待充分冷却，观察到广口瓶内水面上升的体积约占瓶内水面原上方空间的 左右．

步骤3：往水槽中加水使广口瓶内外水面相平；点燃镁条，更换橡皮塞，镁条在广口瓶内继续燃烧，放出热量；待冷却后广口瓶内水位继续上升．回答下列问题：

根据以上微观示意图得出的结论中，正确的是（   ）