钦和钛合金被认为是21世纪的重要金属材料。以铁铁矿（主要成分为FeTiO₃，含有少量的Fe₂O₃、FeO等）为原料制TiO₂，再由TiO₂制金属Ti的工艺流程如图：

（查阅资料）钛、镁在高温下与空气中的氧气、二氧化碳等反应。
（1）硫酸氧钛（TiOSO₄）中Ti元素的化合价为_____。
（2）写出工艺流程中生成硫酸铁的化学方程式：_____。
（3）操作2的名称是_____。
（4）工业上常在高温和氩气氛围中，用金属镁和TiCl₄反应的方法制备Ti，氢气的作用是_____。
（5）TiO₂可与焦炭、氯气在高温下反应，该反应中氯气和碳的质量按71：12的比例参加反应，反应的化学方程式为_____。