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：

该实验中红磷需稍过量，目的是________；
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约为空气总体积的________．
该实验可推论出氮气________溶于水和其具有________的化学性质．
若将红磷换成炭粉，该实验能不能获得成功？为什么？________成功，原因________．