小明同学通过百度搜索发现二氧化氮是一种能使带火星木条复燃的红棕色、有剩激性气味的有毒气体，在标准状况下，其沸点为21℃，熔点为-11℃。已知，在加热条件下分解硝酸铜固体，在生成黑色固体的同时，还得到氧气和二氧化氮这两种气体，且气体的体积比为1：4 (氧气不与二氧化氮反应)。小明同学为了验证“分解硝酸铜固体可以同时得到氧气和二氧化氮”这一结论，设计如下方案：