铁在氧气中燃烧的化学方程式：3Fe+2O2=Fe3O4。铁在氧气中燃烧，反应物为铁和氧气、生成物为黑色固体四氧化三铁。

铁在氧气中燃烧的实验现象：铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热，生成一种黑色固体。

铁通常有氧化亚铁（FeO）、氧化铁（Fe2O3）和四氧化三铁（Fe3O4）三种氧化物，且能在不同条件下生成不同的氧化物。Fe和O2直接反应，在不超过570℃时灼热，生成物是Fe3O4；温度高于570℃时，生成的是FeO；Fe和O2直接化合，很难生成Fe2O3，当温度高达1300℃时，生成的FeO才可以进一步氧化生成Fe2O3。

然后根据化学方程式的书写原则遵循两个原则：一是必须以客观事实为基础，绝不能凭空设想、主观臆造事实上不存在的物质和化学反应；二是遵循质量守恒定律，即方程式两边各种原子的种类和数目必须相等。所以铁在氧气中燃烧的化学方程式为3Fe+2O2=Fe3O4。