化学兴趣小组的同学模仿工业高炉炼铁原理，在如图所示装置中用CO还原CuO制取金属Cu。

（1）装置中气球的作用是______________。
（2）实验开始前，需要先通一段时间CO，然后开始加热，当观察到澄清石灰水______________的现象，说明CO与CuO已经发生反应。
（3）为确定反应的最佳温度，兴趣小组利用原位X射线粉末衍射仪来测定不同温度下反应4小时后的固体物质成分，实验结果如图所示（该图谱可用于判断某晶态物质是否存在，不同晶态物质出现衍射峰的衍射角不同），据图回答下列问题：

①400℃时，反应的固体产物中含有Cu和______________。
②500℃时，该反应的化学方程式为_____________________。
③用CO还原CuO制取纯净的Cu，反应温度至少要控制在______________℃以上。