（8分）小金为了探究氧化铜与氢气的反应和反应产物，用如图所示装置进行实验。注射器内装满氢气，并将注射器针头扎入橡皮塞中（200 mL 注射器）。将少许氧化铜粉末送入长柄 U 形石英玻璃管内并平铺于管底。将少量白色的无水硫酸铜粉末送入长柄 U 形石英玻璃管中并平铺于直管中部。然后将一个气球套在长柄 U 形石英玻璃管的直管出口处（通氢气），连接好整个实验装置并检查装置气密性……（1）为确保实验安全，在点燃酒精灯加热前的操作是 ____ 。（2）装置末端连接的气球的作用是 ____ 。（3）实验过程中，当观察到 ____ 现象时可判断一定有产物水生成。（4）实验开始时加入 a 克纯氧化铜粉末，实验结束后取出 U 形管底的固体称量为 b 克，当 b 为 ____ （用含有 a 式子表示）时，可判断氧化铜已完全转化为铜。
