Hydrogen peroxide Questions in Hindi

(D) गैसीय अवस्था में,$H_{2}O_{2}$ का द्वितल कोण $111.5^{\circ}$ होता है।
ठोस अवस्था में,$H_{2}O_{2}$ का द्वितल कोण $90.2^{\circ}$ होता है।
अभिकथन $A$ में मान उल्टे क्रम में दिए गए हैं,इसलिए $A$ गलत है।
ठोस और गैसीय अवस्थाओं के बीच द्वितल कोण में अंतर वास्तव में अंतर-आणविक बलों (ठोस अवस्था में हाइड्रोजन बॉन्डिंग) में अंतर के कारण होता है,इसलिए कारण $R$ सही है।
अतः,$A$ सही नहीं है लेकिन $R$ सही है।

(A) कपड़ों की ड्राई-क्लीनिंग में आमतौर पर ऐसे सॉल्वैंट्स का उपयोग किया जाता है जो कपड़े को नुकसान पहुंचाए बिना ग्रीस और तेल के दाग को घोल सकें।
$Cl_{2}C=CCl_{2}$,$CCl_{4}$ और द्रव $CO_{2}$ का उपयोग ड्राई-क्लीनिंग एजेंट के रूप में किया जाता है।
$H_{2}O_{2}$ का उपयोग मुख्य रूप से लॉन्ड्री में ब्लीचिंग एजेंट के रूप में किया जाता है,ड्राई-क्लीनिंग के लिए नहीं।

(C) यह अभिक्रिया हाइड्रोजन पेरोक्साइड $(H_{2}O_{2})$ के औद्योगिक निर्माण को दर्शाती है।
अतः,उत्पाद $A$ हाइड्रोजन पेरोक्साइड $(H_{2}O_{2})$ है।
$110 \ K$ पर ठोस अवस्था में,$H_{2}O_{2}$ का द्वितल कोण $90.2^{\circ}$ होता है,जबकि गैसीय अवस्था में यह $111.5^{\circ}$ होता है।

(D) बेरियम पेरोक्साइड $(BaO_{2})$ और तनु सल्फ्यूरिक एसिड $(H_{2}SO_{4})$ के बीच की अभिक्रिया हाइड्रोजन पेरोक्साइड $(H_{2}O_{2})$ तैयार करने की एक मानक प्रयोगशाला विधि है।
रासायनिक समीकरण है: $BaO_{2} + H_{2}SO_{4} \rightarrow BaSO_{4} + H_{2}O_{2}$.
इस अभिक्रिया में,$BaSO_{4}$ अवक्षेपित हो जाता है,जिससे विलयन में $H_{2}O_{2}$ शेष रह जाता है।

(C) $H_2O_2$ की अपचायक क्रिया में इसका $O_2$ में ऑक्सीकरण होता है $(H_2O_2 \rightarrow O_2 + 2H^{+} + 2e^{-})$।
विकल्प $A$ में,$H_2O_2$ अम्लीय माध्यम में अपचायक के रूप में कार्य करता है।
विकल्प $C$ में,$H_2O_2$ क्षारीय माध्यम में $MnO_4^{-}$ को $MnO_2$ में अपचयित करता है,जैसा कि $OH^{-}$ आयनों के उत्पादन से स्पष्ट है।
अतः,विकल्प $C$ क्षारीय माध्यम में $H_2O_2$ की अपचायक क्षमता को दर्शाता है।

(A) अम्लीय माध्यम में,पोटेशियम परमैंगनेट $(KMnO_{4})$ एक प्रबल ऑक्सीकारक के रूप में कार्य करता है।
जब यह हाइड्रोजन पेरोक्साइड $(H_{2}O_{2})$ के साथ अभिक्रिया करता है,तो परमैंगनेट आयन $(MnO_{4}^{-})$ अपचयित होकर मैंगनीज$(II)$ आयन $(Mn^{2+})$ बनाता है।
संतुलित रासायनिक समीकरण है:
$2MnO_{4}^{-} + 5H_{2}O_{2} + 6H^{+} \rightarrow 2Mn^{2+} + 5O_{2} + 8H_{2}O$
अतः,मैंगनीज प्रजाति से बनने वाला मुख्य उत्पाद $Mn^{2+}$ है।

(D) अम्लीय माध्यम में,हाइड्रोजन पेरोक्साइड $(H_{2}O_{2})$ पोटेशियम परमैंगनेट $(KMnO_{4})$ के प्रति अपचायक (reducing agent) के रूप में कार्य करता है।
अभिक्रिया का संतुलित रासायनिक समीकरण है:
$6H^{+} + 2MnO_{4}^{-} + 5H_{2}O_{2} \longrightarrow 2Mn^{2+} + 8H_{2}O + 5O_{2}$
अतः,प्राप्त उत्पाद $Mn^{2+}$,$H_{2}O$ और $O_{2}$ हैं।

(A) $Urea$,$H_{2}O_{2}$ के लिए एक स्टेबलाइजर के रूप में कार्य करता है और इसके अपघटन को रोकता है.

(C) कथन $I$ सत्य है: $H_2O_2$ अम्लीय और क्षारीय दोनों माध्यमों में इलेक्ट्रॉनों को ग्रहण करके ऑक्सीकरण एजेंट के रूप में कार्य करता है।
कथन $II$ असत्य है: $298 \ K$ पर $H_2O_2$ का घनत्व लगभग $1.45 \ g/cm^3$ है,जबकि $D_2O$ का घनत्व लगभग $1.11 \ g/cm^3$ है। इसलिए,$H_2O_2$ का घनत्व $D_2O$ से अधिक है।

(A) अभिक्रिया है: $IO_{4}^{-} + H_{2}O_{2} \rightarrow IO_{3}^{-} + O_{2} + H_{2}O$.
$KIO_{4}$ में,$I$ की ऑक्सीकरण अवस्था की गणना इस प्रकार की जाती है: $x + 4(-2) = -1$,इसलिए $x = +7$.
उत्पाद $IO_{3}^{-}$ में,$I$ की ऑक्सीकरण अवस्था है: $x + 3(-2) = -1$,इसलिए $x = +5$.
इस प्रकार,$I$ की ऑक्सीकरण संख्या $+7$ से बदलकर $+5$ हो जाती है।

(B) $NaBH_4$ और $I_2$ के बीच की अभिक्रिया एक ऑक्सीकरण-अपचयन अभिक्रिया है।
संतुलित रासायनिक समीकरण इस प्रकार है:
$2NaBH_4 + I_2 \longrightarrow 2NaI + B_2H_6 + H_2$
अतः,बनने वाले उत्पाद $NaI$,$B_2H_6$ और $H_2$ हैं।

(C) $H_2O_2$ के लिए वॉल्यूम स्ट्रेंथ और नॉर्मलिटी के बीच का संबंध है: $\text{Volume strength} = 5.6 \times \text{Normality}$.
दिया गया है,$\text{Normality} = 1.79 \, N$.
अतः,$\text{Volume strength} = 5.6 \times 1.79 = 10.024 \, \text{volume}$.
निकटतम पूर्णांक में लेने पर,सांद्रता $10 \, \text{volume}$ है।
अतः,सही विकल्प $C$ है।

(C) एक अपचायक वह पदार्थ है जिसका ऑक्सीकरण होता है (ऑक्सीकरण अवस्था में वृद्धि) और जो दूसरे पदार्थ का अपचयन करता है। $H_2O_2$ में,ऑक्सीजन की ऑक्सीकरण अवस्था $-1$ है।
$1$. $PbS + 4H_2O_2 \rightarrow PbSO_4 + 4H_2O$ में,$H_2O_2$ में ऑक्सीजन $-1$ से $-2$ में जाता है (अपचयन)। अतः,$H_2O_2$ ऑक्सीकारक के रूप में कार्य करता है।
$2$. $2Fe^{2+} + H_2O_2 \rightarrow 2Fe^{3+} + 2OH^{-}$ में,$H_2O_2$ में ऑक्सीजन $-1$ से $-2$ में जाता है (अपचयन)। अतः,$H_2O_2$ ऑक्सीकारक के रूप में कार्य करता है।
$3$. $HOCl + H_2O_2 \rightarrow H_3O^{+} + Cl^{-} + O_2$ में,$H_2O_2$ में ऑक्सीजन $-1$ से $0$ में जाता है (ऑक्सीकरण)। चूँकि $H_2O_2$ का ऑक्सीकरण होता है,यह एक अपचायक के रूप में कार्य करता है।
$4$. $Mn^{2+} + H_2O_2 \rightarrow Mn^{4+} + 2OH^{-}$ में,$H_2O_2$ में ऑक्सीजन $-1$ से $-2$ में जाता है (अपचयन)। अतः,$H_2O_2$ ऑक्सीकारक के रूप में कार्य करता है।
इसलिए,सही अभिक्रिया $HOCl + H_2O_2 \rightarrow H_3O^{+} + Cl^{-} + O_2$ है।

(B) $25$ वॉल्यूम $H_2O_2$ का अर्थ है कि $1 \, L$ विलयन के अपघटन से $STP$ पर $25 \, L$ $O_2$ गैस प्राप्त होती है।
$2H_2O_2(aq) \rightarrow 2H_2O(l) + O_2(g)$
स्टोइकियोमेट्री के अनुसार,$22.4 \, L$ $O_2$ प्राप्त करने के लिए $68 \, g$ $H_2O_2$ की आवश्यकता होती है।
अतः,$25 \, L$ $O_2$ प्राप्त करने के लिए $\frac{68}{22.4} \times 25 \approx 75.89 \, g$ $H_2O_2$ की आवश्यकता होगी।
इस प्रकार,$1 \, L$ विलयन में लगभग $75 \, g$ $H_2O_2$ उपस्थित होता है।

(D) $H_2O_2$ का अपघटन इस प्रकार है: $2H_2O_2 \rightarrow 2H_2O + O_2$।
$STP$ पर,$2 \ mol$ $H_2O_2$ $(2 \times 34 \ g = 68 \ g)$ $22.7 \ L$ $O_2$ उत्पन्न करता है।
$V$ वॉल्यूम $H_2O_2$ विलयन की सांद्रता का सूत्र: $\text{Strength} (g/L) = \frac{V \times 34}{11.35}$ है।
यहाँ $V = 50$ दिया गया है,इसलिए $\text{Strength} = \frac{50 \times 34}{11.35}$।
$\text{Strength} = \frac{1700}{11.35} \approx 149.77 \ g/L$।
निकटतम पूर्णांक में,हमें $150 \ g/L$ प्राप्त होता है।

(A) अपचायक वह पदार्थ है जिसका ऑक्सीकरण होता है (ऑक्सीकरण अवस्था में वृद्धि होती है) और जो दूसरे पदार्थ का अपचयन करता है।
अभिक्रिया $2 NaOCl + H_2O_2 \rightarrow 2 NaCl + H_2O + O_2$ में,$H_2O_2$ में ऑक्सीजन की ऑक्सीकरण अवस्था $-1$ से बढ़कर $0$ ($O_2$ में) हो जाती है।
चूंकि $H_2O_2$ का ऑक्सीकरण हो रहा है,इसलिए यह एक अपचायक के रूप में कार्य करता है।
अन्य अभिक्रियाओं (विकल्प $B$,$C$,और $D$) में,$H_2O_2$ ऑक्सीकारक के रूप में कार्य करता है क्योंकि ऑक्सीजन की ऑक्सीकरण अवस्था $-1$ से घटकर $-2$ हो जाती है।

(A) $H_2O_2$ का उपयोग उद्योगों में विभिन्न उद्देश्यों के लिए व्यापक रूप से किया जाता है।
इसका उपयोग हाइड्रोक्विनोन,टार्टरिक एसिड और कुछ खाद्य उत्पादों और फार्मास्यूटिकल्स,जिसमें $Cephalosporin$ शामिल है,के संश्लेषण में किया जाता है।
इसके अतिरिक्त,इसका उपयोग सीवेज कचरे में एरोबिक स्थितियों को बहाल करने के लिए किया जाता है।
अतः,कथन $I$ और कथन $II$ दोनों सही हैं।

(A) प्रयोगशाला में ड्यूटेरेटेड हाइड्रोजन पेरोक्साइड $(D_2O_2)$ का निर्माण पोटेशियम पर्सल्फेट $(K_2S_2O_8)$ की भारी जल $(D_2O)$ के साथ अभिक्रिया द्वारा आसानी से किया जाता है।
रासायनिक समीकरण है: $K_2S_2O_{8(s)} + 2D_2O_{(l)} \rightarrow 2KDSO_{4(aq)} + D_2O_2$.

(B) $H_2O_2$ एक अस्थिर यौगिक है जो पानी और ऑक्सीजन में अपघटित हो जाता है।
इस अपघटन को रोकने के लिए,इसे अंधेरे में मोम-लेपित कांच या प्लास्टिक की बोतलों में संग्रहित किया जाता है।
$H_2O_2$ के अपघटन को रोकने के लिए इसमें स्टेबलाइजर के रूप में $Urea$ मिलाया जाता है।

(B) $Pb_3O_4$ पानी में अघुलनशील है और इसके साथ प्रतिक्रिया नहीं करता है।
$2 KO_2 + 2 H_2O \rightarrow 2 KOH + H_2O_2 + O_2 \uparrow$. पोटेशियम सुपरऑक्साइड $(KO_2)$ पानी के साथ प्रतिक्रिया करके ऑक्सीजन गैस मुक्त करता है।
$Na_2O_2 + 2 H_2O \rightarrow 2 NaOH + H_2O_2$. सोडियम पेरोक्साइड हाइड्रोजन पेरोक्साइड उत्पन्न करता है,ऑक्सीजन गैस नहीं।
$Li_2O_2 + 2 H_2O \rightarrow 2 LiOH + H_2O_2$. लिथियम पेरोक्साइड हाइड्रोजन पेरोक्साइड उत्पन्न करता है,ऑक्सीजन गैस नहीं।

(A) $KIO_4$ के साथ अभिक्रिया में: $KIO_4 + H_2O_2 \rightarrow KIO_3 + H_2O + O_2$. यहाँ,$KIO_4$ में $I$ की ऑक्सीकरण अवस्था $+7$ है और $KIO_3$ में $+5$ है। चूँकि $I$ का अपचयन होता है,इसलिए $H_2O_2$ एक अपचायक के रूप में कार्य करता है।
$NH_2OH$ के साथ अभिक्रिया में: $2NH_2OH + H_2O_2 \rightarrow N_2 + 4H_2O$. यहाँ,$NH_2OH$ में $N$ की ऑक्सीकरण अवस्था $-1$ है और $N_2$ में $0$ है। चूँकि $N$ का ऑक्सीकरण होता है,इसलिए $H_2O_2$ एक ऑक्सीकारक के रूप में कार्य करता है।

(B) कथन सत्य है क्योंकि $H_2O_2$ अम्लीय माध्यम में $KI$ के साथ प्रतिक्रिया करके $I_2$ मुक्त करता है: $H_2O_2 + 2KI + 2H^+ \rightarrow 2K^+ + 2H_2O + I_2$. मुक्त $I_2$ को फिर सोडियम थायोसल्फेट $(Na_2S_2O_3)$ के साथ अनुमापित किया जाता है: $I_2 + 2Na_2S_2O_3 \rightarrow 2NaI + Na_2S_4O_6$.
कारण भी सत्य है क्योंकि इस आयोडोमेट्रिक अनुमापन में स्टार्च का उपयोग संकेतक (indicator) के रूप में किया जाता है। स्टार्च $I_2$ के साथ एक गहरा नीला-काला कॉम्प्लेक्स बनाता है,जो अंतिम बिंदु पर थायोसल्फेट द्वारा सभी $I_2$ के उपभोग हो जाने पर गायब हो जाता है।
हालाँकि,नीले रंग का दिखना उपयोग किए गए संकेतक का गुण है,न कि यह कारण कि $H_2O_2$ की मात्रा क्यों निर्धारित की जा सकती है। इसलिए,कारण कथन की सही व्याख्या नहीं है।

(D) $50 \%$ सल्फ्यूरिक एसिड $(H_{2}SO_{4})$ का उच्च धारा घनत्व पर इलेक्ट्रोलिसिस करने से एनोड पर परॉक्सीडाइसल्फ्यूरिक एसिड $(H_{2}S_{2}O_{8})$ प्राप्त होता है,जिसे मार्शल एसिड भी कहा जाता है।
$2H_{2}SO_{4} \rightarrow H_{2}S_{2}O_{8} + H_{2(g)}$
परॉक्सीडाइसल्फ्यूरिक एसिड के आगे हाइड्रोलिसिस करने पर,यह पानी के साथ प्रतिक्रिया करके हाइड्रोजन परॉक्साइड $(H_{2}O_{2})$ और सल्फ्यूरिक एसिड बनाता है।
$H_{2}S_{2}O_{8} + 2H_{2}O \rightarrow 2H_{2}SO_{4} + H_{2}O_{2}$
इस प्रकार,हाइड्रोलिसिस के बाद प्राप्त अंतिम उत्पाद हाइड्रोजन परॉक्साइड $(H_{2}O_{2})$ है।

(B) हाइड्रोजन पेरोक्साइड के निर्माण के लिए मर्क प्रक्रिया में हाइड्रेटेड बेरियम पेरोक्साइड $(BaO_2 \cdot 8H_2O)$ की अभिक्रिया तनु फॉस्फोरिक अम्ल $(H_3PO_4)$ या तनु सल्फ्यूरिक अम्ल $(H_2SO_4)$ के साथ कराई जाती है।
फॉस्फोरिक अम्ल के साथ अभिक्रिया इस प्रकार है:
$3BaO_2 \cdot 8H_2O + 2H_3PO_4 \rightarrow Ba_3(PO_4)_2 + 3H_2O_2 + 24H_2O$
यह विधि इसलिए पसंद की जाती है क्योंकि निर्मित बेरियम फॉस्फेट अघुलनशील होता है और इसे निस्पंदन (filtration) द्वारा आसानी से अलग किया जा सकता है।

(B) $H_2O_2$ की आयतन शक्ति उसकी मोलरता $(M)$ और द्रव्यमान प्रतिशत $(w/w \%)$ से संबंधित है।
संबंध है: $\text{Volume strength} = 11.2 \times M$.
दी गई आयतन शक्ति = $67.2$.
अतः,$M = \frac{67.2}{11.2} = 6 \ M$.
मोलरता $(M)$ और द्रव्यमान प्रतिशत $(w/w \%)$ के बीच संबंध: $M = \frac{w/w \% \times d \times 10}{M_w}$,जहाँ $d$ घनत्व है और $M_w$ $H_2O_2$ का मोलर द्रव्यमान $(34 \ g/mol)$ है।
तनु विलयन के लिए घनत्व $d \approx 1 \ g/mL$ मानने पर,$6 = \frac{w/w \% \times 1 \times 10}{34}$.
$w/w \% = \frac{6 \times 34}{10} = 20.40 \%$.

(A) हाइड्रोजन पेरोक्साइड $(H_2O_2)$ के गुणों का विश्लेषण करते हैं:
-$A$. यह पानी में अमिश्रणीय है: यह कथन गलत है। हाइड्रोजन पेरोक्साइड पानी में पूरी तरह से मिश्रणीय है क्योंकि यह पानी के अणुओं के साथ हाइड्रोजन बॉन्ड बनाता है।
-$B$. यह शुद्ध अवस्था में हल्के नीले रंग का तरल होता है: यह कथन सत्य है। शुद्ध हाइड्रोजन पेरोक्साइड एक हल्का नीला तरल होता है।
-$C$. इसकी सांद्रता को आयतन (volume) इकाई में समझाया जाता है: यह कथन सत्य है। $H_2O_2$ की सांद्रता को आमतौर पर 'वॉल्यूम स्ट्रेंथ' (जैसे,$10$ वॉल्यूम $H_2O_2$) के रूप में व्यक्त किया जाता है,जो $1$ वॉल्यूम घोल द्वारा $STP$ पर मुक्त की गई ऑक्सीजन गैस के आयतन को संदर्भित करता है।
-$D$. यह एक हल्का ऑक्सीकरण और अपचायक एजेंट है: यह कथन सत्य है। $H_2O_2$ अम्लीय और क्षारीय दोनों माध्यमों में ऑक्सीकरण एजेंट के रूप में कार्य करता है,और यह मजबूत ऑक्सीकरण एजेंटों के प्रति अपचायक एजेंट के रूप में भी कार्य कर सकता है।

(B) गैसीय अवस्था में $H_{2}O_{2}$ में $H-O-O-H$ द्वितल (dihedral) कोण $111.5^{\circ}$ होता है,जबकि $O-O-H$ बंध कोण $94.8^{\circ}$ होता है।
ठोस अवस्था में,$H-O-O-H$ द्वितल कोण $90.2^{\circ}$ होता है और $O-O-H$ बंध कोण $101.9^{\circ}$ होता है।
प्रश्न गैसीय अवस्था में $H-O-O-H$ बंध कोण (जिसे इस संदर्भ में द्वितल कोण कहा जाता है) के बारे में पूछ रहा है,जो $111.5^{\circ}$ है। हालाँकि,दिए गए चित्र और विकल्पों के आधार पर,प्रश्न विशेष रूप से गैसीय अवस्था में $O-O-H$ बंध कोण के बारे में पूछ रहा है,जो $94.8^{\circ}$ है।

(D) गैसीय अवस्था में $H_2O_2$ की संरचना असमतलीय (ओपन बुक संरचना) होती है।
इस संरचना में,$H-O-O$ बंध कोण $94.8^{\circ}$ है और द्वितल कोण (dihedral angle) $111.5^{\circ}$ है।
अतः,सही $H-O-O$ बंध कोण $94.8^{\circ}$ है।

(C) $H_2O_2$ की आयतन शक्ति (volume strength) और प्रतिशत सांद्रता के बीच संबंध इस प्रकार है:
$\text{आयतन शक्ति} = 5.6 \times \text{मोलरता}$
$\text{मोलरता} = \frac{\% \text{ सांद्रता} \times 10}{H_2O_2 \text{ का मोलर द्रव्यमान}} = \frac{6.8 \times 10}{34} = 2 \ M$
$\text{आयतन शक्ति} = 5.6 \times 2 = 11.2 \ V$
वैकल्पिक रूप से,सीधे सूत्र का उपयोग करते हुए:
$\text{आयतन शक्ति} = \frac{112}{34} \times \% \text{ सांद्रता} = \frac{112}{34} \times 6.8 = 22.4 \ V$

(C) $H_2O_2$ कई अभिक्रियाओं में ऑक्सीकरण एजेंट के रूप में कार्य करता है।
$H_2O_2$,$PbS$ को $PbSO_4$ में,$Na_2SO_3$ को $Na_2SO_4$ में और $KI$ को $I_2$ में ऑक्सीकृत करता है।
हालाँकि,$H_2O_2$,$O_3$ के साथ अभिक्रिया करके $H_2O$ और $O_2$ बनाता है $(H_2O_2 + O_3 \rightarrow H_2O + 2O_2)$।
इस अभिक्रिया में,$O_3$ का $O_2$ में अपचयन (reduction) होता है और $H_2O_2$ एक अपचायक (reducing agent) के रूप में कार्य करता है,न कि ऑक्सीकरण एजेंट के रूप में।

(C) $H_{2}O_{2}$ अम्लीय और क्षारीय दोनों माध्यमों में ऑक्सीकारक और अपचायक दोनों के रूप में कार्य कर सकता है।
ऑक्सीकारक क्रिया:
अम्लीय माध्यम में,$2Fe^{2+} + 2H^{+} + H_{2}O_{2} \rightarrow 2Fe^{3+} + 2H_{2}O$
क्षारीय माध्यम में,$2Fe^{2+} + H_{2}O_{2} \rightarrow 2Fe^{3+} + 2OH^{-}$
अपचायक क्रिया:
अम्लीय माध्यम में,$HOCl + H_{2}O_{2} \rightarrow H_{3}O^{+} + Cl^{-} + O_{2}$
क्षारीय माध्यम में,$I_{2} + H_{2}O_{2} + 2OH^{-} \rightarrow 2I^{-} + 2H_{2}O + O_{2}$

(D) $H_2O_2$ का $30 \% (w/v)$ विलयन का अर्थ है कि $100 \ mL$ विलयन में $30 \ g$ $H_2O_2$ उपस्थित है।
इस विलयन की मोलरता: $M = \frac{30 \ g / 34 \ g/mol}{0.1 \ L} \approx 8.82 \ M$ है।
$H_2O_2$ की वॉल्यूम स्ट्रेंथ का सूत्र: $\text{Volume strength} = 5.6 \times \text{Molarity}$ है।
अतः,$\text{Volume strength} = 5.6 \times 8.82 \approx 49.4 \approx 50 \ V$ (व्यावसायिक रूप से $30 \% H_2O_2$ को $100 \ V$ के रूप में भी जाना जाता है)।

(A) $BaO_2$ (बेरियम पेरोक्साइड) जल के साथ अभिक्रिया करके $Ba(OH)_2$ और $H_2O_2$ बनाता है। हालांकि,अकार्बनिक रसायन विज्ञान के संदर्भ में,$CaC_2$,$P_4O_{10}$ और $Mg_3N_2$ की तुलना में $BaO_2$ को अधिक स्थिर माना जाता है। इसलिए,$BaO_2$ सही उत्तर है।

(C) उपयुक्त उत्प्रेरक की उपस्थिति में कागज को ब्लीच करने के लिए $H_2O_2$ (हाइड्रोजन पेरोक्साइड) का उपयोग किया जाता है।
यह प्रदूषण मुक्त होने के कारण पर्यावरण के अनुकूल माना जाता है।

(B) $(i)$ $NaH$ जैसे लवणीय हाइड्राइड जल के साथ अभिक्रिया करके $H_2$ गैस मुक्त करते हैं। यह कथन सही है।
$(ii)$ वर्तमान में,लगभग $77 \%$ औद्योगिक डाइहाइड्रोजन पेट्रोकेमिकल्स से उत्पादित होता है,न कि कोयले से। यह कथन गलत है।
$(iii)$ व्यावसायिक रूप से विपणन किए जाने वाले $H_2O_2$ को अक्सर $10 \ V$ विलयन के रूप में बेचा जाता है,जिसमें लगभग $3 \% H_2O_2$ होता है। यह कथन सही है।

(A) वह धातु ऑक्साइड जो तनु अम्ल के साथ उपचार करने पर $H_2O_2$ देता है,वह $BaO_2$ है क्योंकि इसमें पेरोक्साइड आयन $(O_2^{2-})$ होता है।
जब बेरियम पेरोक्साइड तनु सल्फ्यूरिक अम्ल के साथ अभिक्रिया करता है,तो यह बेरियम सल्फेट और हाइड्रोजन पेरोक्साइड देता है:
$BaO_2 + H_2SO_4 \rightarrow BaSO_4 + H_2O_2$

(B) $H_2 O_2$ को $50 \%$ ठंडे $H_2 SO_4$ विलयन के विद्युत अपघटन द्वारा प्राप्त किया जाता है।
उच्च धारा घनत्व पर $HSO_4^-$ आयनों का विद्युत अपघटन पेरोक्सोडाइसल्फेट $(H_2 S_2 O_8)$ बनाता है,जिसका जल-अपघटन करने पर हाइड्रोजन पेरोक्साइड प्राप्त होता है।
अभिक्रिया:
$2 HSO_4^- \xrightarrow{\text{Electrolysis}} HO_3 SOOSO_3 H + 2 e^-$.
$HO_3 SOOSO_3 H + 2 H_2 O \rightarrow 2 H_2 SO_4 + H_2 O_2$.

(A) $H_2O_2$ के लिए '$100$ वॉल्यूम' शब्द $H_2O_2$ के इकाई आयतन से $STP$ पर मुक्त होने वाली ऑक्सीजन गैस के आयतन को दर्शाता है।
अतः,$1 \ mL$ $100$ वॉल्यूम $H_2O_2$ का घोल $STP$ पर $100 \ mL$ $O_{2(g)}$ उत्पन्न करेगा।

(A) पात्र $A$ के लिए:
$10 \ vol \ H_2O_2$ का अर्थ है $1 \ mL \ H_2O_2$ विलयन $NTP$ पर $10 \ mL \ O_2$ देता है।
$2 \ H_2O_2 \longrightarrow 2 \ H_2O + O_2$.
$2 \ mol \ (68 \ g) \ H_2O_2$,$NTP$ पर $22400 \ mL \ O_2$ देता है।
$500 \ mL$ $10 \ vol \ H_2O_2$ से मुक्त $O_2 = 500 \times 10 = 5000 \ mL$.
$A$ में $H_2O_2$ का भार $= \frac{68 \times 5000}{22400} \approx 15.18 \ g$.
पात्र $B$ के लिए:
$100 \ mL$ $30 \ vol \ H_2O_2$ से मुक्त $O_2 = 100 \times 30 = 3000 \ mL$.
$B$ में $H_2O_2$ का भार $= \frac{68 \times 3000}{22400} \approx 9.11 \ g$.
पात्र $C$ के लिए:
$Molarity = 2 \ M$,$Volume = 250 \ mL = 0.25 \ L$.
$H_2O_2$ के मोल $= Molarity \times Volume = 2 \times 0.25 = 0.5 \ mol$.
$C$ में $H_2O_2$ का भार $= 0.5 \ mol \times 34 \ g/mol = 17 \ g$.
भार की तुलना करने पर: $C (17 \ g) > A (15.18 \ g) > B (9.11 \ g)$.
अतः,सही क्रम $C > A > B$ है।

(D) $H_2O_2$ का अपघटन अभिक्रिया द्वारा होता है: $2H_2O_2(aq) \rightarrow 2H_2O(l) + O_2(g)$.
$STP$ पर,$1 \ mol$ $O_2$ का आयतन $22400 \ mL$ होता है।
अतः,$150 \ mL$ $O_2$ का मोल = $\frac{150}{22400} \ mol$ है।
स्टोइकियोमेट्री के अनुसार,$2 \ mol$ $H_2O_2$ से $1 \ mol$ $O_2$ प्राप्त होता है।
अतः,आवश्यक $H_2O_2$ के मोल = $2 \times \frac{150}{22400} = \frac{300}{22400} \ mol$ है।
$H_2O_2$ का मोलर द्रव्यमान = $34 \ g/mol$ है।
आवश्यक $H_2O_2$ का द्रव्यमान = $\frac{300}{22400} \times 34 \approx 0.455 \ g$ है।
$3 \% \left( \frac{w}{v} \right)$ विलयन का अर्थ है कि $100 \ mL$ विलयन में $3 \ g$ $H_2O_2$ उपस्थित है।
आवश्यक विलयन का आयतन = $\frac{0.455 \ g}{3 \ g} \times 100 \ mL \approx 15.18 \ mL$ है।
निकटतम पूर्णांक में,आवश्यक आयतन $15 \ mL$ है।

(D) $H_2O_2$ के '$15$ वॉल्यूम' का अर्थ है कि इस $H_2O_2$ विलयन के $1 \ mL$ के पूर्ण अपघटन से $STP$ पर $15 \ mL$ $O_2$ गैस उत्पन्न होती है।
$H_2O_2$ विलयन का दिया गया आयतन = $2 \ L = 2000 \ mL$.
चूंकि $1 \ mL$ $H_2O_2$,$15 \ mL$ $O_2$ देता है,इसलिए $2000 \ mL$ $H_2O_2$,$2000 \times 15 = 30000 \ mL$ $O_2$ देगा।
$30000 \ mL$ को लीटर में बदलने पर: $30000 \ mL / 1000 = 30 \ L$.
अतः,$x = 30$.

(C) अम्लीय माध्यम में $KMnO_4$ और $H_2O_2$ के बीच की अभिक्रिया तुल्यांक के सिद्धांत पर आधारित है: $N_1 V_1 = N_2 V_2$
दिया गया है,$KMnO_4$ की नॉर्मलता $(N_1)$ = $1 \ N$
$KMnO_4$ का आयतन $(V_1)$ = $500 \ mL$
$H_2O_2$ विलयन की नॉर्मलता उसके आयतन सामर्थ्य (volume strength) से इस सूत्र द्वारा संबंधित है: $N = \frac{\text{Volume strength}}{5.6}$
अतः,$H_2O_2$ की नॉर्मलता $(N_2)$ = $\frac{20}{5.6} \ N$
तुल्यांक का नियम लागू करने पर: $1 \times 500 = (\frac{20}{5.6}) \times V_2$
$V_2 = \frac{500 \times 5.6}{20} = 25 \times 5.6 = 140 \ mL$.

(C) $50 \%$ सल्फ्यूरिक एसिड के विद्युत अपघटन और उसके बाद निर्वात आसवन द्वारा $30 \%$ हाइड्रोजन पेरोक्साइड का घोल प्राप्त किया जा सकता है।
विद्युत अपघटन का पहला उत्पाद परडाइसल्फ्यूरिक एसिड $(H_2S_2O_8)$ है,जो आसवन के दौरान पानी के साथ प्रतिक्रिया करके $H_2O_2$ बनाता है।
$2H_2SO_4 \longrightarrow 2H^{+} + 2HSO_4^-$
$2HSO_4^- \longrightarrow H_2S_2O_8 + 2e^-$ (एनोड पर)
$H_2S_2O_8 + 2H_2O \longrightarrow 2H_2SO_4 + H_2O_2$
यहाँ,'$X$' $H_2SO_4$ है और '$Y$' $H_2S_2O_8$ है।
$H_2SO_4$ (सल्फ्यूरिक एसिड) में शून्य पेरोक्सी बंध होते हैं।
$H_2S_2O_8$ (मार्शल एसिड) में एक पेरोक्सी बंध $(-O-O-)$ होता है।
अतः,$X$ और $Y$ में पेरोक्सी बंधों की संख्या क्रमशः शून्य और $1$ है।

(B) कथन-$I$ सही है: $H_2O_2$ में ऑक्सीजन की ऑक्सीकरण अवस्था $-1$ होती है। यह $H_2O$ (ऑक्सीकरण अवस्था $-2$) में अपचयित हो सकता है या $O_2$ (ऑक्सीकरण अवस्था $0$) में ऑक्सीकृत हो सकता है,जिससे यह अम्लीय और क्षारीय दोनों माध्यमों में ऑक्सीकरण और अपचायक एजेंट के रूप में कार्य कर सकता है।
कथन-$II$ गलत है: $10 \ V \ H_2O_2$ का अर्थ है कि $1 \ mL \ H_2O_2$ घोल $STP$ पर $10 \ mL \ O_2$ देता है।
अपघटन अभिक्रिया: $2H_2O_2 \rightarrow 2H_2O + O_2$.
$2 \times 34 \ g \ H_2O_2$,$STP$ पर $22400 \ mL \ O_2$ उत्पन्न करता है।
अतः,$22400 \ mL \ O_2$ का उत्पादन $68 \ g \ H_2O_2$ द्वारा होता है।
$10 \ mL \ O_2$ का उत्पादन $(68 \times 10) / 22400 \approx 0.03036 \ g \ H_2O_2$ द्वारा होता है।
चूंकि यह $1 \ mL$ घोल में है,सांद्रता $0.03036 \ g/mL$ है,जो $3.03\% \ (w/v)$ है। कथन में $6\%$ दिया गया है,जो गलत है।

(C) पुराने लेड चित्र अक्सर वायुमंडलीय $H_2S$ के साथ लेड पिगमेंट की प्रतिक्रिया के कारण लेड सल्फाइड $(PbS)$ बनने से काले पड़ जाते हैं।
रंग को $H_2O_2$ से धोकर बहाल किया जाता है,जो काले $PbS$ को सफेद लेड सल्फेट $(PbSO_4)$ में ऑक्सीकृत कर देता है।
अभिक्रिया है: $PbS(s) + 4H_2O_2(aq) \rightarrow PbSO_4(s) + 4H_2O(l)$.
इस अभिक्रिया में,$H_2O_2$ एक ऑक्सीकरण एजेंट के रूप में कार्य करता है,न कि अपचायक (reducing agent) के रूप में।
अतः,कथन $(A)$ सत्य है,लेकिन कारण $(R)$ असत्य है।

(B) यह निर्धारित करने के लिए कि क्या $H_2O_2$ एक ऑक्सीकरण एजेंट के रूप में कार्य करता है,हम उन अभिक्रियाओं को देखते हैं जहाँ $H_2O_2$ में ऑक्सीजन (ऑक्सीकरण अवस्था $-1$) घटकर $-2$ (जैसे $H_2O$ में) हो जाती है।
$(i)$ $2Fe^{2+} + H_2O_2 \rightarrow 2Fe^{3+} + 2OH^{-}$: यहाँ,$Fe^{2+}$ का $Fe^{3+}$ में ऑक्सीकरण होता है,इसलिए $H_2O_2$ एक ऑक्सीकरण एजेंट के रूप में कार्य करता है।
$(ii)$ $2MnO_4^{-} + 6H^{+} + 5H_2O_2 \rightarrow 2Mn^{2+} + 5O_2 + 8H_2O$: यहाँ,$H_2O_2$ का $O_2$ ($0$ ऑक्सीकरण अवस्था) में ऑक्सीकरण होता है,इसलिए यह एक अपचायक (reducing agent) के रूप में कार्य करता है।
$(iii)$ $I_2 + H_2O_2 + 2OH^{-} \rightarrow 2I^{-} + O_2 + 2H_2O$: यहाँ,$H_2O_2$ का $O_2$ में ऑक्सीकरण होता है,इसलिए यह एक अपचायक के रूप में कार्य करता है।
$(iv)$ $Mn^{2+} + H_2O_2 \rightarrow Mn^{4+} + 2OH^{-}$: यहाँ,$Mn^{2+}$ का $Mn^{4+}$ में ऑक्सीकरण होता है,इसलिए $H_2O_2$ एक ऑक्सीकरण एजेंट के रूप में कार्य करता है।
अतः,अभिक्रियाओं $(i)$ और $(iv)$ में $H_2O_2$ एक ऑक्सीकरण एजेंट के रूप में कार्य करता है।

(C) हाइड्रोजन पेरोक्साइड $(H_2O_2)$ में ऑक्सीजन $-1$ ऑक्सीकरण अवस्था में होता है।
रासायनिक अभिक्रियाओं में,यह या तो इलेक्ट्रॉन प्राप्त कर सकता है (ऑक्सीकरण एजेंट के रूप में कार्य करके) $H_2O$ बनाने के लिए (जहाँ ऑक्सीजन $-2$ अवस्था में होता है) या इलेक्ट्रॉन खो सकता है (अपचायक एजेंट के रूप में कार्य करके) $O_2$ बनाने के लिए (जहाँ ऑक्सीजन $0$ अवस्था में होता है)।
इसलिए,$H_2O_2$ ऑक्सीकरण एजेंट और अपचायक एजेंट दोनों के रूप में कार्य कर सकता है।
उदाहरण के लिए,इसके अपघटन में: $2H_2O_2^{-1} \rightarrow 2H_2O^{-2} + O_2^0$,यह दोनों के रूप में कार्य करता है।

(D) $(i) \ 2 HOCl + H_2O_2 \longrightarrow 2 H_2O + Cl_2 + O_2$
$(ii) \ 3 H_2O_2 + 2 KMnO_4 \longrightarrow 3 O_2 + 2 MnO_2 + 2 KOH + 2 H_2O$
$(iii) \ H_2O_2 + I_2 + 2 OH^- \longrightarrow 2 I^- + 2 H_2O + O_2$
$(iv) \ PbS + 4 H_2O_2 \longrightarrow PbSO_4 + 4 H_2O$
अभिक्रिया $(iv)$ में,$PbS$ का $H_2O_2$ द्वारा $PbSO_4$ में ऑक्सीकरण होता है,लेकिन ऑक्सीजन गैस मुक्त नहीं होती है।

(D) आइए प्रत्येक अभिक्रिया का विश्लेषण करें कि क्या $O_2$ मुक्त होता है:
$A$. $2MnO_4^{-} + 5H_2O_2 + 6H^{+} \longrightarrow 2Mn^{2+} + 5O_2 + 8H_2O$. यहाँ $O_2$ मुक्त होता है।
$B$. $H_2O_2 + I_2 + 2OH^{-} \longrightarrow 2I^{-} + 2H_2O + O_2$. यहाँ $O_2$ मुक्त होता है।
$C$. $HOCl + H_2O_2 \longrightarrow H_3O^{+} + Cl^{-} + O_2$. यहाँ $O_2$ मुक्त होता है।
$D$. $2Fe^{2+} + H_2O_2 + 2H^{+} \longrightarrow 2Fe^{3+} + 2H_2O$. इस अभिक्रिया में (फेंटन अभिकर्मक),$H_2O_2$ एक ऑक्सीकरण एजेंट के रूप में कार्य करता है और पानी में अपचयित हो जाता है; $O_2$ मुक्त नहीं होता है।
अतः,सही विकल्प $D$ है।