题目内容：

某班学生在老师的指导下探究铁与水蒸气的反应。

（1）按如图所示装好药品、连好装置（夹持仪器已略去）。其中A装置的作用是______。

（2）加热一段时间后，B装置中的灰色铁粉逐渐变黑，吹泡器连续吹出气泡，且气泡向上飞起；用燃着的木条靠近气泡，能产生爆鸣声。该气体是______。

（3）同学们讨论后认为：铁与水蒸气反应生成的固体是“铁的一种氧化物”。玻璃管内的黑色固体中还可能含有“剩余的铁”。

（查阅资料）铁的氧化物有三种：，其中是红棕色的，而接触到空气会由黑色变为红棕色。

（实验探究）

①将管中的黑色固体倒出，平铺于白纸上，没有发现红棕色物质，说明生成的固体不可能是______，一会儿之后，黑色固体不变色，则黑色固体中一定没有______。（填物质名称）

②取上述黑色固体少许加入足量的溶液，发现黑色固体部分溶解，且有______色固体物质出现，说明黑色固体中一定有铁和四氧化三铁。

（探究结论）铁与水蒸气发生置换反应，生成的黑色固体是，该反应的化学方程式为_______。