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将集气瓶的容积分成5等份，并作好标记；

②在带橡皮塞和导管的燃烧匙内装入红磷，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）开始实验时，必须进行的操作是___．

（2）该实验中红磷需稍过量，目的是___．

（3）步骤②的集气瓶中的现象是___，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___．

（4）该实验还可推知氮气___（填“易”或“难”）溶于水和其化学性质___（填“活泼”或“不活泼”）的结论．

（5）若将红磷换成碳粉，该实验___（填“能”或“不能”）成功，原因是___．