某同学设计了测定空气中氧气含量的实验，实验装置如图．该同学的实验步骤如下：
①将图中的集气瓶分为5等份，并作好标记．
②在带橡皮塞和导管的燃烧匙内装入足量的红磷，将导管上的止水夹夹紧，在酒精灯上点燃红磷，并立即伸入集气瓶内，塞紧橡皮塞．
③充分反应后，待集气瓶冷却至室温，打开止水夹．
请回答下列问题：
（1）该实验中红磷需稍过量，目的是 ．
（2）步骤②集气瓶中的现象是 ， 其反应的文字表达式为 ；步骤③中打开止水夹后观察到的现象是 ， 由此可得出空气中氧气的体积分数约为 ．
（3）该实验可推论出氮气（填“易”或“难”）溶于水和其化学性质（填“活泼”或“不活泼”）的结论．
（4）若将红磷换成炭粉，该实验能否获得成功？为什么？成功，原因是 ．
