小金通过实验研究一氧化碳和氧化铜的反应，其操作步骤及观察到的现象如下：

步骤1：连接装置并检查装置气密性。

步骤2：按图甲所示向双具支试管内加入木炭粉和氧化铜，用向上排空气法使双具支试管内集满二氧化碳后塞上带有导管和瘪气球的橡皮塞。

步骤3：按图乙所示将双具支试管固定在铁架台上，并使木炭粉平铺于试管底部：用酒精喷灯加热氧化铜一段时间，未观察到明显现象

步骤4：将酒精喷灯移至木炭粉处，加热一段时间，观察到气球明显胀大；再次将酒精喷灯移至氧化铜处，加热一段时间，观察到黑色粉末变为紫红色固体。