题目内容：

（4分）金属（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”。工业上以钛酸铁（FeTiO3）等原料经过一系列反应制备纳米二氧化钛和钛。主要生产过程如下：（其他产物已略去）

（1）反应①生成两种氧化物和一种有毒的氧化物气体，该气体的化学是          。

（2）反应②的化学方程式是                。

（3）纳米二氧化钛中钛元素的化合价为        价。

（4）反应①②③④中属于置换反应的是            (填序号）。