铁在氧气中燃烧是一种典型的金属燃烧反应，其现象和化学方程式如下：

一、实验现象

剧烈燃烧

铁丝在氧气中剧烈燃烧，反应非常剧烈。

火星四射

生成黑色固体小颗粒，伴随火星四射的现象，这是由于铁与氧气反应生成四氧化三铁（Fe₃O₄）并释放能量。

生成物特征

生成物为黑色固体，主要成分为四氧化三铁，化学式可表示为Fe₃O₄。

伴随现象

放出大量热量，部分反应可能伴随淡红色或棕色的火焰。

二、化学方程式

铁在氧气中燃烧的化学方程式为：

$$3Fe + 2O_2 \rightarrow Fe_3O_4 \quad (\text{点燃})$$

该反应需要高温条件（约300℃以上），纯铁燃烧时火星四射现象明显，而含碳的铁合金（如生铁）燃烧时火星较少。

三、补充说明

反应条件

纯铁燃烧需高温（约570℃以上），而四氧化三铁的生成温度可降低至约300℃。

物质状态

四氧化三铁为黑色固体，但部分资料提到其可分解为FeO·Fe₂O₃，这取决于氧气的浓度和温度。

其他金属对比

例如镁在氧气中燃烧会发出耀眼白光，生成白色固体（MgO），与铁的反应现象有明显区别。

通过以上分析，可以清晰地了解铁在氧气中燃烧的化学特性及实验现象。