Реакция образования перекиси железа FeO2 может протекать в два этапа:

1) Fe + [O] -> FeO
2) FeO + [O] -> FeO2

На первом этапе происходит окисление железа до оксида железа(II) FeO, а на втором этапе происходит дальнейшее окисление оксида железа(II) до перекиси железа FeO2.

Однако, такая реакция не является типичной, потому что образование перекиси железа происходит обычно в результате реакции железа с водородным перекисью. В этом случае реакция протекает следующим образом:
2Fe + 3H2O2 -> 2FeO2 + 2H2O

То есть, в обычных условиях образование перекиси железа происходит не за счет реакции с атомарным кислородом, а за счет реакции с водородным перекисью.