二价铁与过氧化氢的反应是一种典型的氧化还原反应。在酸性条件下，二价铁离子（Fe2+）被过氧化氢（H2O2）氧化成为三价铁离子（Fe3+），同时过氧化氢被还原成水。反应方程式为：
\[ 2Fe^{2+} + H_2O_2 + 2H^+ \rightarrow 2Fe^{3+} + 2H_2O \]
在此反应中，二价铁离子作为还原剂，具有较强的还原性，能够与多种氧化剂如过氧化氢反应。而过氧化氢作为氧化剂，其氧化性使得它能够氧化二价铁离子。反应过程中，二价铁离子被氧化为三价铁离子，三价铁离子通常呈黄色或红褐色，这也是为什么在某些实验中会观察到溶液颜色的变化。
此外，过氧化氢在水中的分解速度较慢，但可以通过加入催化剂如二氧化锰或用短波射线照射来加快其分解反应。在实际应用中，芬顿反应利用过氧化氢和二价铁离子的混合溶液氧化有机化合物，广泛应用于废水处理，如印染废水、含油废水等，以去除难降解的有机污染物。
需要注意的是，二价铁离子的溶液在储存时应现配现用，并可加入铁粉以防止其被氧化。此外，二价铁离子也具有氧化性，能够与镁、铝、锌等金属发生置换反应。在处理含二价铁离子的溶液时，应考虑其化学性质，以确保实验的准确性和安全性。