理论上铁粉与水和氧气,只有这三种纯净物,常温下铁粉只能和氧气反应,铁粉被氧气氧化,生成铁锈三氧化二铁反应方程式为:4Fe+3O2=2Fe2O3。三氧化二铁的铁离子为+3价具有强氧化性,但水属于化学性质非常稳定的中性物,三氧化二铁难溶于水,也不会与水反应。
铁氧发热原理可看作是铁粉与空气中的水和氧气相互作用,生成氢氧化亚铁[Fe(OH)2].最终转化为氢氧化铁[Fe(OH)3]
具有较高能量的铁单质,和氧气发生反应后,生成了能量较低的氧化铁。在这个过程中,一部分能量会以热量的形式释放出来。因为氧化还原反应的本质是电子的转移,当发生氧化还原反应时相当于电池的短路,故会放出热量。