某化学兴趣小组利用下图所示装置进行铁粉与水蒸气反应的实验。反应一段时间后，学习小组对反应后的黑色固体产生了浓厚的兴趣，进行了如下探究。

【查阅资料】铁粉（黑色）、FeO（黑色）、Fe₂O₃（红棕色）、Fe₃O₄（黑色）。