某化学研究性学习小组在学习了“空气中氧气含量测定”实验的基础上，改进了教材中的实...

某化学研究性学习小组在学习了“空气中氧气含量测定”实验的基础上，改进了教材中的实验，设计出如图所示的实验装置．
实验步骤如下：
①如右图所示连接仪器，检查装置的气密性良好．
②在集气瓶里装入适量a体积的水，燃烧匙里放一块白磷，在酒精灯上把玻璃棒下端加热后，立刻将集气瓶上的三孔胶塞塞紧．
③迅速将预热过的玻璃棒按下与白磷接触．观察到白磷燃烧，产生大量白烟．
④待白磷燃烧完毕，将集气瓶稍加振荡，白烟消失．
⑤待集气瓶完全冷却至室温，打开止水夹，量出集气瓶中水的体积为b，整个集气瓶的体积为c．
⑥根据a、b、c三个数据，计算出空气中氧气的体积分数．
根据以上实验信息，回答下列有关问题：
（1）为了充分消耗容器中的氧气，药品中白磷的用量应保证______．
（2）若实验非常成功，请写出a、b、c三个数据应满足的一个等式关系______．
（3）小组成员小张对“实验前向集气瓶内装入适量a体积的水”不理解．咨询组长小明后，他终于明白加入水的作用，其一是______；其二是______．
（4）小组成员小红无意间发现，向b体积水中滴加几滴石蕊溶液，溶液会变成红色．请你对“变红”现象的原因提出大胆地猜想______．