在做“火龙生字“趣味实验时，先用毛笔蘸热饱和硝酸钾(KNO₃)溶液在白纸上书写字母 “K”，晾干(白纸上出现硝酸钾晶体),再用带火星的木条接触字母“K”，白纸上写过字母的地方燃烧并迅速蔓延，留下“K”形的黑色痕迹（如下图）。为了弄清楚“火龙生字”的原因，兴趣小组同学进行了如下探究：

（提出问题）为什么附有硝酸钾晶体的地方遇火星燃烧？
（查阅资料）硝酸钾受热易分解，生成亚硝酸钾（KNO₂）和一种常见的气体单质．
（猜想与假设）硝酸钾受热分解生成的气体单质是什么？
猜想一：二氧化氮
猜想二：氮气
猜想三：氧气
猜想四：氢气
小明同学认为猜想一不正确，理由是___________________________，小芳同学认为猜想四不正确，理由是__________________________________________________．
（设计实验）结合氮气与氧气的性质，设计简单的实验方案证明猜想二与猜想三的正确性，你设计的方案是_______________________________________________________________，可能观察到的现象是_____________________________________________________或___________________。
（解释与结论）通过实验证明猜想三正确，则硝酸钾受热分解的化学方程式是 __________，白纸上写过字的地方遇火燃烧的原因是 ________________________________________________。