CHAPTER 6

Chemical Reactions: An Introduction

1.

The types of evidence for a chemical reaction mentioned in the text are: a change in color, 
formation of a solid, evolution of a gas, and absorption or evolution of heat. Other bits of 
evidence that might also be observed include appearance or disappearance of a characteristic 
odor, or separation of the reaction mixture into layers of visibly different composition.

2.

Most of these products contain a peroxide, which decomposes releasing oxygen gas.

3.

The oven cleaner is a more or less clear liquid (sodium hydroxide) when applied, but turns into a 
thick, opaque, soapy layer after reacting with oils and greases on the oven walls. Chapter 21 
discusses the formation of a soap by reaction of a fat or oil with sodium hydroxide.

4.

Bubbling takes place as the hydrogen peroxide chemically decomposes into water and oxygen 
gas.

5.

The container of a flashlight battery usually consists of zinc, which is one of the substances 
involved in the chemical reaction in the battery that generates the electricity.  The fact that the 
zinc decays until the battery leaks is a sign that a chemical reaction has taken place.

6.

The appearance of the black color actually signals the breakdown of starches and sugars in the 
bread to elemental carbon. You may also see steam coming from the bread (water produced by 
the breakdown of the carbohydrates).

7.

The substances to the left of the arrow are called the “reactants,” whereas those to the right of the 
arrow are termed the “products.” The arrow indicates a chemical reaction has occurred. 

8.

a.

N2, H2; The reactants are on the left side of the arrow.

b.

NH3; The products are on the right side of the arrow.

9.

the same as

10.

Balancing an equation ensures that no atoms are created or destroyed during the reaction. The 
total mass after the reaction must be the same as the total mass before the reaction.

11.

In many reactions, the physical state of the reactants or products may influence whether or not the
reaction takes place. For example, some metallic elements do not react with cold water, but will 
react vigorously with steam.

12.

gaseous 

13.

Zn(s) + CuSO4(aq)    ZnSO4(aq) + Cu(s)

14.

82

Chapter 6:  Chemical Reactions: An Introduction

15.

H2(g) + O2(g)    H2O(g)

16.

N2H4(l)    N2(g) + H2(g)

17.

KI(aq) + H2O(l)    KOH(aq) + I2(s) + H2(g)

18.

19.

B2O3(s) + Mg(s)    B(g) + MgO(s)

20.

CaCO3(s) + HCl(aq)     CaCl2(aq) + H2O(l) + CO2(g)

21.

P4(s) + Cl2(g)      PCl3(s)

22.

SiO2(s) + C(s)      Si(s) + CO(g)

23.

NH4NO3(s)    N2O(g) + H2O(g)

24.

25.

C2H2(g) + O2(g)      CO2(g) + H2O(g)

26.

SO2(g) + H2O(l)    H2SO3(aq)

SO3(g) + H2O(l)    H2SO4(aq)

27.

BaO(s) + Al(s)    Ba(s) + Al2O3(s)

CaO(s) + Al(s)    Ca(s) + Al2O3(s)

SrO(s) + Al(s)    Sr(s) + Al2O3(s)

28.

NO(g) + O3(g)    NO2(g) + O2(g)

29.

CH4(g) + Cl2(g)      CCl4(l) + HCl(g)

30.

P4(s) + O2(g)    P2O5(s)

31.

CaO(s) + H2O(g)     Ca(OH)2(s)

32.

Xe(g) + F2(g)     XeF4(s)

33.

SnO2(s) + C(s)    Sn(l) + CO(g)

34.

NH3(g) + O2(g)    HNO3(aq) + H2O(l)

35.

The subscripts in a formula really define what compound is present, since the subscripts represent
in what proportions the elements combine to form the compound. Changing the subscripts would 
be changing the identity of the compound.

36.

We cannot change the identities or formulas of the reactants or products in a chemical equation 
when balancing the equation. The proposed equation has incorrectly changed one of the products 
from water to hydrogen gas. (Use molecular-level drawings to support your answer.)

83

Chapter 6:  Chemical Reactions: An Introduction

37.

a.

FeCl3 + KOH    Fe(OH)3 + KCl

Balance chlorine: FeCl3 + KOH    Fe(OH)3 + 3KCl

Balance potassium: FeCl3 + 3KOH    Fe(OH)3 + 3KCl

Balanced equation: FeCl3(aq) + 3KOH(aq)    Fe(OH)3(s) + 3KCl(aq)

b.

Pb(C2H3O2)2 + KI    PbI2 + KC2H3O2

Balance iodine: Pb(C2H3O2)2 + 2KI    PbI2 + KC2H3O2

Balance potassium: Pb(C2H3O2)2 + 2KI    PbI2 + 2KC2H3O2

Balanced equation: Pb(C2H3O2)2(aq) + 2KI(aq)    PbI2(s) + KC2H3O2(aq)

c.

P4O10 + H2O    H3PO4

Balance phosphorus: P4O10 + H2O    4H3PO4

Balance hydrogen: P4O10 + 6H2O    4H3PO4

Balanced equation: P4O10(s) + 6H2O(l)    4H3PO4(aq)

d.

Li2O + H2O    LiOH

Balance lithium: Li2O + H2O    2LiOH

Balanced equation: Li2O(s) + H2O(l)    2LiOH(aq)

e.

MnO2 + C    Mn + CO2

The equation is already balanced.

f.

Sb + Cl2    SbCl3

This equation is more difficult to balance than it may appear. The problem arises in the 
fact that there are two Cl atoms on the left side of the equation, whereas there are three Cl
atoms on the right side of the equation. To balance the chlorine atoms, we need to know 
the smallest whole number into which both 2 and 3 divide. This number is 6: we need to 
adjust the coefficients of Cl2 and SbCl3 so that there will be 6 chlorine atoms on each side
of the equation.

Balance chlorine: Sb + 3Cl2    2SbCl3

Balance antimony: 2Sb + 3Cl2    2SbCl3

Balanced equation: 2Sb(s) + 3Cl2(g)    2SbCl3(s)

g.

CH4 + H2O    CO + H2

Balance hydrogen: CH4 + H2O    CO + 3H2

Balanced equation: CH4(g) + H2O(g)    CO(g) + 3H2(g)

h.

FeS + HCl    FeCl2 + H2S

Balance chlorine: FeS + 2HCl    FeCl2 + H2S

Balanced equation: FeS(s) + 2HCl(aq)    FeCl2(aq) + H2S(g)

38.

39.

a.

K2SO4(aq) + BaCl2(aq)    BaSO4(s) + KCl(aq)

84

Chapter 6:  Chemical Reactions: An Introduction

Balance chlorine: K2SO4(aq) + BaCl2(aq)    BaSO4(s) + 2KCl(aq)

Balanced equation: K2SO4(aq) + BaCl2(aq)    BaSO4(s) + 2KCl(aq)

b.

Fe(s) + H2O(g)    FeO(s) + H2(g)

The equation is already balanced.

c.

NaOH(aq) + HClO4(aq)    NaClO4(aq) + H2O(l)

The equation is already balanced.

d.

Mg(s) + Mn2O3(s)    MgO(s) + Mn(s)

Balance oxygen: Mg(s) + Mn2O3(s)    3MgO(s) + Mn(s)

Balance magnesium: 3Mg(s) + Mn2O3(s)    3MgO(s) + Mn(s)

Balance manganese: 3Mg(s) + Mn2O3(s)    3MgO(s) + 2Mn(s)

Balanced equation: 3Mg(s) + Mn2O3(s)    3MgO(s) + 2Mn(s)

e.

KOH(s) + KH2PO4(aq)    K3PO4(aq) + H2O(l)

Balance potassium:  2KOH(s) + KH2PO4(aq)    K3PO4(aq) + H2O(l)

Balance hydrogen:  2KOH(s) + KH2PO4(aq)    K3PO4(aq) + 2H2O(l)

Balanced equation: 2KOH(s) + KH2PO4(aq)    K3PO4(aq) + 2H2O(l)

f.

NO2(g) + H2O(l) + O2(g)    HNO3(aq)

Balance hydrogen: NO2(g) + H2O(l) + O2(g)    2HNO3(aq)

Balance nitrogen: 2NO2(g) + H2O(l) + O2(g)    2HNO3(aq)

Balance oxygen: 2NO2(g) + H2O(l) + 

1

2 O2(g)    2HNO3(aq)

Balanced equation: 4NO2(g) + 2H2O(l) + O2(g)    4HNO3(aq)

g.

BaO2(s) + H2O(l)    Ba(OH)2(aq) + O2(g)

Balance oxygen: BaO2(s) + H2O(l)    Ba(OH)2(aq) + 

1

2 O2(g)

Balanced equation: 2BaO2(s) + 2H2O(l)    2Ba(OH)2(aq) + O2(g)

h.

NH3(g) + O2(g)    NO(g) + H2O(l)

Balance hydrogen: 2NH3(g) + O2(g)    NO(g) + 3H2O(l)

Balance nitrogen:  2NH3(g) + O2(g)    2NO(g) + 3H2O(l)

Balance oxygen: 2NH3(g) + 

5
2 O2(g)    2NO(g) + 3H2O(l)

Balanced equation: 4NH3(g) + 5O2(g)    4NO(g) + 6H2O(l)

85

Chapter 6:  Chemical Reactions: An Introduction

40.

a.

Na2SO4(aq) + CaCl2(aq)     CaSO4(s) + 2NaCl(aq)

b.

3Fe(s) + 4H2O(g)    Fe3O4(s) + 4H2(g)  

c.

Ca(OH)2(aq) + 2HCl(aq)    CaCl2(aq) + 2H2O(l)  

d.

Br2(g) + 2H2O(l) + SO2(g)    2HBr(aq) + H2SO4(aq)

e.

3NaOH(s) + H3PO4(aq)    Na3PO4(aq) + 3H2O(l)

f.

2NaNO3(s)    2NaNO2(s) + O2(g)

g.

2Na2O2(s) + 2H2O(l)    4NaOH(aq) + O2(g)

h.

4Si(s) + S8(s)    2Si2S4(s)

41.

a.

Fe3O4(s) + 4H2(g)    3Fe(l) + 4H2O(g)

b.

K2SO4(aq) + BaCl2(aq)     BaSO4(s) + 2KCl(aq)

c.

2HCl(aq)  +  FeS(s)    FeCl2(aq)  +  H2S(g)

d.

Br2(g) + 2H2O(l) + SO2(g)    2HBr(aq) + H2SO4(aq)

e.

CS2(l) + 3Cl2(g)    CCl4(l) + S2Cl2(g)

f.

Cl2O7(g) + Ca(OH)2(aq)    Ca(ClO4)2(aq) + H2O(l)

g.

PBr3(l) + 3H2O(l)    H3PO3(aq) + 3HBr(g)

h.

Ba(ClO3)2(s)    BaCl2(s) + 3O2(s)

42.

a.

4NaCl(s) + 2SO2(g) + 2H2O(g) + O2(g)    2Na2SO4(s) + 4HCl(g)

b.

3Br2(l) + I2(s)    2IBr3(s)

c.

Ca(s) + 2H2O(g)    Ca(OH)2(aq) + H2(g)

d.

2BF3(g) + 3H2O(g)    B2O3(s) + 6HF(g)

e.

SO2(g) + 2Cl2(g)    SOCl2(l) + Cl2O(g)

f.

Li2O(s) + H2O(l)    2LiOH(aq)

g.

Mg(s) + CuO(s)    MgO(s) + Cu(l)

h.

Fe3O4(s) + 4H2(g)    3Fe(l) + 4H2O(g)

43.

a.

4KO2(s) + 6H2O(l)    4KOH(aq) + O2(g) + 4H2O2(aq)

b.

Fe2O3(s) + 6HNO3(aq)    2Fe(NO3)3(aq) + 3H2O(l)

c.

4NH3(g) + 5O2(g)    4NO(g) + 6H2O(g)

d.

PCl5(l) + 4H2O(l)    H3PO4(aq) + 5HCl(g)

e.

C2H5OH(l) + 3O2(g)    2CO2(g) + 3H2O(l)

f.

2CaO(s) + 5C(s)      2CaC2(s) + CO2(g)

g.

2MoS2(s) + 7O2(g)    2MoO3(s) + 4SO2(g)

h.

FeCO3(s) + H2CO3(aq)    Fe(HCO3)2(aq)

44.

a.

Ba(NO3)2(aq) + Na2CrO4(aq)     BaCrO4(s) + 2NaNO3(aq)

86

Chapter 6:  Chemical Reactions: An Introduction

b.

PbCl2(aq) + K2SO4(aq)     PbSO4(s) + 2KCl(aq)

c.

C2H5OH(l) + 3O2(g)     2CO2(g) + 3H2O(l)

d.

CaC2(s) + 2H2O(l)     Ca(OH)2(s) + C2H2(g)

e.

Sr(s) + 2HNO3(aq)     Sr(NO3)2(aq) + H2(g)

f.

BaO2(s) + H2SO4(aq)     BaSO4(s) + H2O2(aq)

g.

2AsI3(s)     2As(s) + 3I2(s)

h.

2CuSO4(aq) + 4KI(s)     2CuI(s) + I2(s) + 2K2SO4(aq)

45.

C2H2(g) + O2(g)    CO2(g) + H2O(g)

46.

(a)

47.

KNO3(s) + C(s)    K2CO3(s) + CO(g) + N2(g)

48.

whole numbers

49.

2H2(g) + CO(g)    CH3OH(l)

50.

2Al2O3(s) + 3C(s)    4Al(s) + 3CO2(g)

51.

Fe3O4(s) + 4H2(g)    3Fe(s) + 4H2O(g)

Fe3O4(s) + 4CO(g)    3Fe(s) + 4CO2(g)

52.

True. Coefficients can be fractions when balancing a chemical equation because the coefficients 
represent a ratio of the moles needed for the reaction to occur.  As a result, moles can be fractions
because it represents an amount.  The key is to make sure the atoms are conserved from reactants 
to products.  Take note that the accepted convention is that the “best” balanced equation is the 
one with the smallest integers (although not required).

53.

Fe(s) + O2(g)    FeO(s)

Fe(s) + O2(g)    Fe2O3(s)

54.

BaO2(s) + H2O(l)     BaO(s) + H2O2(aq)

55.

4B(s) + 3O2(g)    2B2O3(s)

B2O3(s) + 3H2O(l)    2B(OH)3(s)

56.

2KClO3(s)    2KCl(s) + 3O2(g)

57.

2H2O2(aq)    2H2O(g) + O2(g)

58.

59.

CaSiO3(s) + 6HF(g)    CaF2(aq) + SiF4(g) + 3H2O(l)

60.

87

Chapter 6:  Chemical Reactions: An Introduction

61.

Many over-the-counter antacids contain either carbonate ion (CO32–) or hydrogen carbonate ion 
(HCO3–). When either of these encounter stomach acid (primarily HCl), carbon dioxide gas is 
released.

62.

Fe(s) + S(s)    FeS(s)

63.

Na(s) + Cl2(g)    NaCl(s)

64.

K2CrO4(aq) + BaCl2(aq)    BaCrO4(s) + 2KCl(aq)

65.

H2S(g) + Pb(NO3)2(aq)    PbS(s) + HNO3(aq)

66.

2NaCl(aq) + 2H2O(l)    2NaOH(aq) + H2(g) + Cl2(g)

2NaBr(aq) + 2H2O(l)    2NaOH(aq) + H2(g) + Br2(g)

2NaI(aq) + 2H2O(l)    2NaOH(aq) + H2(g) + I2(g)

67.

Mg(s) + O2(g)    MgO(s)

68.

(e); Subscripts cannot be changed to balance an equation. If the subscripts are changed, then the 
identity of at least one of the compounds will change. 

69.

P4(s) + O2(g)    P4O10(g)

70.

CuO(s) + H2SO4(aq)    CuSO4(aq) + H2O(l)

71.

PbS(s) + O2(g)    PbO(s) + SO2(g)

72.

(a)

73.

a.

Cl2(g) + 2KBr(aq)    Br2(l) + 2KCl(aq)

b.

4Cr(s) + 3O2(g)    2Cr2O3(s)

c.

P4(s) + 6H2(g)    4PH3(g)

d.

2Al(s) + 3H2SO4(aq)    Al2(SO4)3(aq) + 3H2(g)

e.

PCl3(l) + 3H2O(l)    H3PO3(aq) + 3HCl(aq)

f.

2SO2(g) + O2(g)    2SO3(g)

g.

C7H16(l) + 11O2(g)    7CO2(g) + 8H2O(g)

h.

2C2H6(g) + 7O2(g)      4CO2(g) + 6H2O(g)

74.

75.

a.

SiCl4(l) + 2Mg(s)    Si(s) + 2MgCl2(s)

b.

2NO(g) + Cl2(g)    2NOCl(g)

c.

3MnO2(s) + 4Al(s)    3Mn(s) + 2Al2O3(s)

d.

16Cr(s) + 3S8(s)    8Cr2S3(s)

e.

4NH3(g) + 3F2(g)    3NH4F(s) + NF3(g)

88

Chapter 6:  Chemical Reactions: An Introduction

f.

Ag2S(s) + H2(g)    2Ag(s) + H2S(g)

g.

3O2(g)    2O3(g)

h.

8Na2SO3(aq) + S8(s)    8Na2S2O3(aq)

76.

Answers will vary but the following balanced equation should be reported:

77.

(d) and (e); When balancing a chemical equation, the coefficients can be changed as needed (but 
not the subscripts). The coefficients refer to the number of atoms/molecules or moles in the 
balanced equation in order to follow the law of conservation of matter. In a chemical equation, 
the reactants are on the left and the products are on the right.

78.

79.

 

89