探究一：甲组同学设计并进行实验，探究铜片生锈的必要条件。
【猜想】常温下，铜生锈可能与氧气、二氧化碳、水蒸气有关。
【实验】利用下图所示装置进行实验，并持续观察一个月。
他们观察到只有实验①中铜片表面生锈，实验②、③、④中铜片始终无明显变化。
【解释与结论】
由上述实验推知，铜生锈的条件是与氧气、水蒸气、二氧化碳同时接触。
在做猜想与假设时，同学们认为铜生锈与氮气无关，其理由是。
他们与老师一起进行了下图所示的实验。实验过程中，观察到试管口有无色液体产生，澄清石灰水变浑浊。实验完成后，试管内固体由绿色变为黑色。
他们经过讨论，猜想黑色固体可能是氧化铜或者是炭粉，或者是二者的混合物。乙组同学继续实验，取少量黑色固体于试管中，（填实验操作以及现象），证明只有氧化铜。写出该反应的化学方程式。
——钠离子
