4. 空气是一种重要的资源，人类对于空气的研究从未停止。
Ⅰ. 从空气中获得氮气，进行氨气的合成。工业合成氨气的流程如图1所示：
（1）工业上从空气中获得$\ce{N_{2}}$，常用的方法是将空气液化后再汽化。液态空气汽化时，首先分离出氮气，则沸点：$\ce{N_{2}}$
（2）根据下表数据回答问题。
在$1.01× 10^{5}\ \mathrm{Pa}$时，欲将$\ce{NH_{3}}$与$\ce{N_{2}}$、$\ce{H_{2}}$分离，最好将温度控制在
Ⅱ. “富氧空气”是指氧气含量高于普通空气的气体，可用于航天、医疗、炼钢等。化学兴趣小组进行了相关探究。
（3）“沸石分子筛”能将氮气等分子吸附，是家用制氧机的关键部件。通过控制按钮，利用变压吸附技术，获得不同浓度的富氧空气，图2为该制氧过程的示意图。科研人员在一定条件下分别将氮气、氧气通过某种沸石分子筛，测得其对$\ce{N_{2}}$、$\ce{O_{2}}$的吸附情况如图3所示。由图3可知，$25\ °\mathrm{C}$时，吸附压越大越有利于分离$\ce{N_{2}}$和$\ce{O_{2}}$的原因是
（4）用图4装置测定“富氧空气”中氧气的含量（集气瓶中“富氧空气”的体积为100 mL，底部留少量水，燃烧匙内有足量红磷），操作如下：
① 向量筒内加入适量水，读出量筒内水的体积为$V_{1}=80\ \mathrm{mL}$。
② 用电点火装置点燃红磷，充分反应。
③ 冷却至室温后，打开止水夹，待右侧量筒内液面不再变化时，排出气球中的气体，调节两边液面在同一水平面上，读出量筒内水的体积为$V_{2}=13\ \mathrm{mL}$。请写出操作②中红磷燃烧的文字表达式：
Ⅰ. 从空气中获得氮气，进行氨气的合成。工业合成氨气的流程如图1所示：
（1）工业上从空气中获得$\ce{N_{2}}$，常用的方法是将空气液化后再汽化。液态空气汽化时，首先分离出氮气，则沸点：$\ce{N_{2}}$
低于
（填“高于”“等于”或“低于”）$\ce{O_{2}}$。（2）根据下表数据回答问题。
在$1.01× 10^{5}\ \mathrm{Pa}$时，欲将$\ce{NH_{3}}$与$\ce{N_{2}}$、$\ce{H_{2}}$分离，最好将温度控制在
$-195.8～-33.35\ ℃$
之间。Ⅱ. “富氧空气”是指氧气含量高于普通空气的气体，可用于航天、医疗、炼钢等。化学兴趣小组进行了相关探究。
（3）“沸石分子筛”能将氮气等分子吸附，是家用制氧机的关键部件。通过控制按钮，利用变压吸附技术，获得不同浓度的富氧空气，图2为该制氧过程的示意图。科研人员在一定条件下分别将氮气、氧气通过某种沸石分子筛，测得其对$\ce{N_{2}}$、$\ce{O_{2}}$的吸附情况如图3所示。由图3可知，$25\ °\mathrm{C}$时，吸附压越大越有利于分离$\ce{N_{2}}$和$\ce{O_{2}}$的原因是
$25\ ℃$时，吸附压越大，氮气和氧气的吸附量差值越大
。（4）用图4装置测定“富氧空气”中氧气的含量（集气瓶中“富氧空气”的体积为100 mL，底部留少量水，燃烧匙内有足量红磷），操作如下：
① 向量筒内加入适量水，读出量筒内水的体积为$V_{1}=80\ \mathrm{mL}$。
② 用电点火装置点燃红磷，充分反应。
③ 冷却至室温后，打开止水夹，待右侧量筒内液面不再变化时，排出气球中的气体，调节两边液面在同一水平面上，读出量筒内水的体积为$V_{2}=13\ \mathrm{mL}$。请写出操作②中红磷燃烧的文字表达式：
磷+氧气$\xrightarrow{点燃}$五氧化二磷
。本次实验测得“富氧空气”中氧气的含量为67%
。答案：Ⅰ.（1）低于 （2）$-195.8～-33.35\ ℃$ Ⅱ.（3）$25\ ℃$时，吸附压越大，氮气和氧气的吸附量差值越大 （4）磷+氧气$\xrightarrow{点燃}$五氧化二磷 67%
解析：
【分析】
本题围绕空气资源的应用设置问题，需结合物质沸点、图表信息及实验原理逐一分析：
1. 工业分离液态空气利用气体沸点差异，沸点低的先汽化，先分离出N₂说明N₂沸点更低；
2. 分离NH₃与N₂、H₂需使NH₃液化、N₂和H₂保持气态，对比三者沸点确定温度范围；
3. 分析吸附压对N₂、O₂吸附量差值的影响，差值越大越易分离；
4. 红磷燃烧的反应式需明确反应物、生成物及条件，氧气含量计算利用量筒内水的体积变化，消耗氧气体积等于量筒减少的水体积，再除以集气瓶内空气体积。
【解析】
（1）工业分离液态空气时，沸点低的气体先汽化逸出，液态空气汽化先分离出N₂，说明N₂沸点低于O₂，故填“低于”；
（2）要分离NH₃与N₂、H₂，需控制温度使NH₃液化、N₂和H₂保持气态。由数据可知，NH₃沸点为-33.35℃，N₂沸点为-195.8℃，因此温度需高于NH₃沸点且低于N₂沸点，范围为-195.8～-33.35℃；
（3）由图3可知，25℃时，吸附压越大，N₂和O₂的吸附量差值越大，越有利于两者分离；
（4）红磷在点燃条件下与氧气反应生成五氧化二磷，文字表达式为：磷+氧气$\xrightarrow{点燃}$五氧化二磷；实验中，量筒内减少的水的体积等于集气瓶中消耗的氧气体积，即80mL -13mL=67mL，集气瓶内“富氧空气”体积为100mL，故氧气含量为$\frac{67mL}{100mL}×100\%=67\%$。
【答案】
Ⅰ.（1）低于 （2）$-195.8～-33.35\ ℃$ Ⅱ.（3）$25\ ℃$时，吸附压越大，氮气和氧气的吸附量差值越大 （4）磷+氧气$\xrightarrow{点燃}$五氧化二磷；67%
【知识点】
分离液态空气法、气体的沸点、空气中氧气含量的测定
【点评】
本题结合工业生产与实际探究，考查空气资源的核心知识点，注重原理理解与数据应用，难度适中，能有效巩固相关基础。
【难度系数】
0.6
本题围绕空气资源的应用设置问题，需结合物质沸点、图表信息及实验原理逐一分析：
1. 工业分离液态空气利用气体沸点差异，沸点低的先汽化，先分离出N₂说明N₂沸点更低；
2. 分离NH₃与N₂、H₂需使NH₃液化、N₂和H₂保持气态，对比三者沸点确定温度范围；
3. 分析吸附压对N₂、O₂吸附量差值的影响，差值越大越易分离；
4. 红磷燃烧的反应式需明确反应物、生成物及条件，氧气含量计算利用量筒内水的体积变化，消耗氧气体积等于量筒减少的水体积，再除以集气瓶内空气体积。
【解析】
（1）工业分离液态空气时，沸点低的气体先汽化逸出，液态空气汽化先分离出N₂，说明N₂沸点低于O₂，故填“低于”；
（2）要分离NH₃与N₂、H₂，需控制温度使NH₃液化、N₂和H₂保持气态。由数据可知，NH₃沸点为-33.35℃，N₂沸点为-195.8℃，因此温度需高于NH₃沸点且低于N₂沸点，范围为-195.8～-33.35℃；
（3）由图3可知，25℃时，吸附压越大，N₂和O₂的吸附量差值越大，越有利于两者分离；
（4）红磷在点燃条件下与氧气反应生成五氧化二磷，文字表达式为：磷+氧气$\xrightarrow{点燃}$五氧化二磷；实验中，量筒内减少的水的体积等于集气瓶中消耗的氧气体积，即80mL -13mL=67mL，集气瓶内“富氧空气”体积为100mL，故氧气含量为$\frac{67mL}{100mL}×100\%=67\%$。
【答案】
Ⅰ.（1）低于 （2）$-195.8～-33.35\ ℃$ Ⅱ.（3）$25\ ℃$时，吸附压越大，氮气和氧气的吸附量差值越大 （4）磷+氧气$\xrightarrow{点燃}$五氧化二磷；67%
【知识点】
分离液态空气法、气体的沸点、空气中氧气含量的测定
【点评】
本题结合工业生产与实际探究，考查空气资源的核心知识点，注重原理理解与数据应用，难度适中，能有效巩固相关基础。
【难度系数】
0.6