工业上用氢气和氮气合成氮气,再以氮气为原料制备制取硝酸,其流程如图所示:

$(1)$步骤①中产生$H_{2}$和$O_{2}$的体积比约是______.以水为原料生产氢气的方法有多种.我国科学家已研制出在新型高效光催化剂作用下,利用太阳能分解水制氢气.水在通过并接触催化剂表面时,分解的微观过程用示意图表示如下所示:（"〇"表示氢原子,"●"表示氧原子,"—"表示催化剂）.则水分解微观过程的正确顺序是______$(填序号)$.

$(2)$步骤②是利用了液态氮与液态氧的______不同进行分离,发生的是物理变化.
$(3)$步骤③是化合反应,写出③的化学方程式为______.
$(4)$步骤④的化学方程式为$4NH_{3}+5O_{2}\begin{array}{c}\underline{\underline{催化剂}}\\△\end{array}4NO+6X$,则$X$的化学式为______.
$(5)$流程中能循环使用的物质是______$(写名称)$.