我国科研团队发现"嫦娥五号"取回的月壤中含催化活性物质,它们能实现水、二氧化碳的高效转化.该团队提出利用月壤实现月球生存的设想:

$(1)$环节①分离出水后的气体含有$CO_{2}$、$N_{2}$和______等（填一种）.
$(2)$环节②电解水的化学方程式______.
$(3)$环节③利用月球夜间低温（约$-173^{\circ}\mathrm{C})$,将二氧化碳凝结分离.为检验分离后的气体中是否还含有$CO_{2}$,可将气体样品通入______.（填试剂名称）
$(4)$环节④将二氧化碳和氢气转化为甲烷$(CH_{4})$和水.该反应中最小微粒的符号是______.
$(5)$该设想有利于实现月球基地中______等元素的循环利用.