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火星大气和矿物是原位资源利用的主要研究对象。目前,探测出火星大气的主要成分及含量如图1所示,火星土壤不同位置处矿物的主要成分及含量如表1所示。

表1:火星土壤不同位置处矿物的主要成分的质量分数(以氧化物计)
成分样品种类 | 二氧化硅 (SiO2) | 氧化铝 (Al2O3) | 氧化镁 (MgO) | 氧化亚铁 (FeO) |
第一表层土壤 | 45.5% | 8.8% | 7.2% | 20.1% |
勃朗峰土壤 | 44.7% | 8.8% | 7.2% | 19.0% |
利用与地球上相似的冶炼原理,可以从火星土壤中获得多种金属单质。部分金属可以在CO
2中燃烧,此反应可成为火星探测所需能量的来源之一。研究人员以火箭发动机为背景,分析了不同金属与CO
2反应时,氧燃比(CO
2与金属的质量比)对比冲的影响,比冲越高,发动机效率越高,结果如图2所示。火星原位资源利用技术仍面临诸多挑战,需要人们不断探索。依据文章内容回答下列问题。
(1)氧化镁和氧化亚铁化合价为+2的是
_______(填元素符号)。
(2)由图1可知,火星大气中体积分数占比最高的气体是
___________。
(3)镁可以在CO
2中燃烧,生成白色氧化镁固体和黑色固体单质,反应的化学方程式为
_____。
(4)图2中,以Mg为燃料时,比冲与氧燃比的关系是
_______。