31.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的物理性质
,其化学性质有
的结论。
(4)若将红磷换成炭粉,该实验不能获得成功,原因是
。若在集气瓶里预先盛放一定量的氢氧化钙溶液,该实验也能获得成功,成功的原因是
(用表达式表示)。