空气、水是人类赖以生存的自然资源.测定空气中氧气体积分数的实验装置如图所示.在集气瓶内加入少量的水,并五等分水面以上的容积,做上记号.用弹簧夹夹紧乳胶管.点燃燃烧匙内过量的红磷后,立即伸入瓶中并把塞子塞紧.
$(1)$实验过程中,观察到红磷燃烧的现象是______.
$(2)$写出红磷在空气中燃烧的化学方程式______.
$(3)$该实验中红磷必须过量的原因是______.
$(4)$红磷熄灭后,集气瓶内剩下的气体主要是______$(填化学式)$,该气体______(填"支持"或"不支持"）燃烧.