用来测定空气成分的方法很多，图1所示的是小明用红磷在空气中燃烧的测定方法．实验过程是：

第一步：将集气瓶容积划分为五等份，并做好标记．
第二步：点燃燃烧匙内的红磷，伸入集气瓶中并把塞子塞紧．
第三步：待红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹，发现水被吸入集气瓶中，进入集气瓶中水的体积约为集气瓶总容积的．请回答下列问题：
（1）上面的实验证明了氧气有_____的性质，同时也证明了氮气有哪些化学性质？_____；
（2）实验完毕，若进入集气瓶中水的体积少于总容积的，你认为导致这一结果的原因可能是_____．（回答一点即可）
（3）小亮同学对实验进行反思后，提出了改进方法（如图2所示），你认为改进后的优点是：_____．
（4）小林同学指出图2装置仍有不足之处，并设计了图3装置．其中气球的作用是_____．