Alkali metals Questions in Hindi

(B) क्षार धातु हैलाइडों का स्थायित्व उनकी जालक ऊर्जा (lattice energy) द्वारा निर्धारित होता है।
जैसे-जैसे समूह में नीचे जाने पर क्षार धातु धनायन का आकार बढ़ता है $(Li^+ < Na^+ < K^+ < Rb^+ < Cs^+)$,जालक ऊर्जा कम हो जाती है क्योंकि धनायन और क्लोराइड ऋणायन $(Cl^-)$ के बीच स्थिरवैद्युत आकर्षण बल कमजोर हो जाता है।
इसलिए,धनायन का आकार बढ़ने के साथ क्लोराइड का स्थायित्व घटता है।
स्थायित्व का सही क्रम $LiCl > NaCl > KCl > CsCl$ है।

(C) जब कार्बन मोनोऑक्साइड $(CO)$ को $200^\circ C$ तापमान और उच्च दबाव पर ठोस सोडियम हाइड्रोक्साइड $(NaOH)$ के ऊपर से गुजारा जाता है,तो यह अभिक्रिया करके सोडियम फॉर्मेट $(HCOONa)$ बनाता है।
इस अभिक्रिया का रासायनिक समीकरण है:
$NaOH + CO \xrightarrow{200^\circ C} HCOONa$

(B) अभिक्रिया का क्रम इस प्रकार है:
$3 Mg + N_2 \xrightarrow{\Delta} Mg_3N_2$ $(Y)$
$Mg_3N_2 + 6 H_2O \rightarrow 3 Mg(OH)_2 + 2 NH_3$ ($Z$,रंगहीन गैस)
$CuSO_4 + 4 NH_3 \rightarrow [Cu(NH_3)_4]SO_4$ या $CuSO_4 \cdot 4NH_3$ ($T$,गहरा नीला रंग)
अतः,$Y = Mg_3N_2$ और $T = CuSO_4 \cdot 4NH_3$।

(D) हाइड्रॉक्साइड की क्षारीय प्रबलता $M-OH$ बंध के आयनिक स्वभाव पर निर्भर करती है।
$KOH$ और $NaOH$ क्षार धातुओं के हाइड्रॉक्साइड हैं,जो अत्यधिक आयनिक और प्रबल क्षार होते हैं।
$Ca(OH)_2$ एक क्षारीय मृदा धातु का हाइड्रॉक्साइड है,जो भी एक प्रबल क्षार है।
$Zn(OH)_2$ एक उभयधर्मी (amphoteric) हाइड्रॉक्साइड है। $Zn^{2+}$ आयन उच्च आवेश घनत्व और छोटा आकार रखता है,जिसके कारण $Zn-OH$ बंध में महत्वपूर्ण सहसंयोजक गुण आ जाता है।
अतः,दिए गए विकल्पों में $Zn(OH)_2$ सबसे दुर्बल क्षार है।

(D) लिथियम लवणों के जलीय विलयन अन्य क्षार धातुओं की तुलना में विद्युत के कुचालक होते हैं क्योंकि $Li^{+}$ आयनों का जलयोजन (hydration) उच्च स्तर का होता है।
अपने छोटे आकार के कारण,$Li^{+}$ आयन में बहुत उच्च आवेश घनत्व होता है,जिसके कारण यह जलीय विलयन में अत्यधिक जलयोजित हो जाता है।
यह बड़ा जलयोजन आवरण आयन के प्रभावी आकार को बढ़ा देता है,जिससे इसकी आयनिक गतिशीलता काफी कम हो जाती है।
चूंकि जलीय विलयन में विद्युत चालकता आयनों की गतिशीलता पर निर्भर करती है,इसलिए कम गतिशीलता के कारण चालकता कम हो जाती है।
अतः,विकल्प $D$ सही है।

(C) $Sodium$ धातु अत्यधिक अभिक्रियाशील होती है और अल्कोहल जैसे प्रोटिक विलायकों के साथ अभिक्रिया करके एल्कोक्साइड और हाइड्रोजन गैस बनाती है।
उदाहरण के लिए: $CH_3OH + Na \rightarrow CH_3ONa + \frac{1}{2} H_2$.
इसलिए,इसे अल्कोहल के नीचे संग्रहित नहीं किया जा सकता है। इसे आमतौर पर केरोसिन तेल,टोल्यूनि या बेंजीन के नीचे संग्रहित किया जाता है क्योंकि ये $sodium$ के प्रति निष्क्रिय होते हैं।

(A) $LiAlH_4$ एक संकुल हाइड्राइड है,जो $Li^+$ धनायन और $[AlH_4]^-$ ऋणायन में वियोजित होता है।
इस संरचना में,धातु $Al$ संकुल $[AlH_4]^-$ ऋणायन के भीतर एक केंद्रीय परमाणु है।
इसलिए,धातु $Al$ ऋणायनिक भाग में उपस्थित है।
अतः,सही विकल्प $(A)$ है।

(A) जालक ऊर्जा आयनों के बीच की दूरी (धनायन और ऋणायन की त्रिज्याओं का योग) के व्युत्क्रमानुपाती होती है।
चूंकि फ्लोराइड आयन $(F^-)$ सभी में समान है,इसलिए जालक ऊर्जा क्षार धातु धनायन के आकार पर निर्भर करती है।
जैसे-जैसे धनायन का आकार $Li^+$ से $Cs^+$ तक बढ़ता है,आयनों के बीच की दूरी बढ़ती है और जालक ऊर्जा कम हो जाती है।
इसलिए,$Li^+$ (सबसे छोटा धनायन होने के कारण) सबसे अधिक जालक ऊर्जा वाला फ्लोराइड बनाता है,जो $LiF$ है।

(A) क्राउन ईथर और क्रिप्टैंड्स क्रमशः मैक्रोसाइक्लिक और मैक्रोबाइसाइक्लिक पॉलीईथर हैं।
इनमें एक केंद्रीय गुहा होती है जो विशिष्ट आकार के धातु धनायनों को समायोजित कर सकती है।
ऑक्सीजन परमाणुओं पर एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्मों की उपस्थिति के कारण,वे लिगेंड के रूप में कार्य करते हैं और आयन-द्विध्रुव अंतःक्रियाओं के माध्यम से क्षार धातु धनायनों $(M^+)$ के साथ स्थिर संकुल बनाते हैं।
इन संकुलों को अक्सर होस्ट-गेस्ट संकुल के रूप में जाना जाता है।

(C) आयनों के जलयोजन की मात्रा उनके आवेश घनत्व (charge density) पर निर्भर करती है।
छोटे आयनों का आवेश घनत्व अधिक होता है,जिससे वे जल के अणुओं को अधिक मजबूती से आकर्षित करते हैं,जिसके परिणामस्वरूप जलयोजन की मात्रा अधिक होती है।
क्षार धातु आयनों में,समूह में नीचे जाने पर आयनिक आकार बढ़ता है: $Li^{+} < Na^{+} < K^{+} < Rb^{+} < Cs^{+}$.
इसलिए,जैसे-जैसे आयनिक आकार बढ़ता है,जलयोजन की मात्रा कम होती जाती है।
जलयोजन का सही क्रम $Li^{+} > Na^{+} > K^{+} > Rb^{+} > Cs^{+}$ है,जो $Cs^{+} < Rb^{+} < K^{+} < Na^{+} < Li^{+}$ के बराबर है।

(C) लिथियम का असामान्य व्यवहार उसके अत्यंत छोटे आकार और उच्च ध्रुवण क्षमता के कारण होता है।
$(1)$ लिथियम अन्य क्षार धातुओं की तुलना में कठोर होता है,जो सामान्यतः नरम होती हैं।
$(2)$ अन्य क्षार धातुओं की तुलना में लिथियम का गलनांक और क्वथनांक उच्च होता है।
$(3)$ लिथियम की आयनन ऊर्जा और विद्युत ऋणात्मकता अन्य क्षार धातुओं से अधिक होती है।
$(4)$ अपने छोटे आकार के कारण लिथियम आयन क्षार धातुओं में सबसे अधिक जलयोजित होता है।
विकल्प $(C)$ कहता है कि लिथियम अन्य क्षार धातुओं की तुलना में नरम है,जो गलत है क्योंकि लिथियम वास्तव में अन्य क्षार धातुओं की तुलना में कठोर होता है। इसलिए,यह लिथियम का असामान्य गुण नहीं है।

(B) अभिक्रिया इस प्रकार है: $Na(l) + KCl(l) \rightleftharpoons NaCl(l) + K(g)$.
$850 ^\circ C$ पर,पोटेशियम $(K)$ का क्वथनांक $(774 ^\circ C)$ सोडियम ($Na$,$883 ^\circ C$) की तुलना में कम होता है।
चूंकि इस तापमान पर पोटेशियम अधिक वाष्पशील है,इसलिए यह वाष्प के रूप में बाहर निकल जाता है।
ली शैटेलियर के सिद्धांत के अनुसार,उत्पाद (पोटेशियम वाष्प) को लगातार हटाने से साम्यावस्था आगे की दिशा में स्थानांतरित हो जाती है,जिससे अभिक्रिया पूर्ण हो जाती है।

(A) अभिक्रिया क्रम इस प्रकार है:
$Ca + 2C \rightarrow CaC_2$
$CaC_2 + N_2 \xrightarrow{\Delta} Ca(CN)_2 + C$
यौगिक $(A)$,$Ca(CN)_2$ है,जिसे कैल्शियम सायनामाइड के रूप में जाना जाता है (कार्बन के साथ मिश्रित होने पर इसे नाइट्रोलिम कहा जाता है)।
इसका उपयोग कृषि में नाइट्रोजनयुक्त उर्वरक के रूप में किया जाता है।
अतः,विकल्प $A$ सही है।

(A) मैग्नेटाइट एक चट्टानी खनिज है और लोहे के मुख्य अयस्कों में से एक है,जिसका रासायनिक सूत्र $Fe_3O_4$ है। इसमें $Mg$ नहीं होता है।
मैग्नेसाइट एक मैग्नीशियम कार्बोनेट खनिज है जिसका रासायनिक संगठन $MgCO_3$ है।
एस्बेस्टॉस खनिजों का एक समूह है,और एक सामान्य प्रकार $CaMg_3(SiO_3)_4$ है,जिसमें $Mg$ होता है।
कार्नालाइट एक इवेपोराइट खनिज है,जो एक जलयोजित पोटेशियम मैग्नीशियम क्लोराइड है जिसका सूत्र $KMgCl_3 \cdot 6H_2O$ है।

(B) Dow's process मैग्नीशियम धातु के निष्कर्षण के लिए उपयोग की जाने वाली एक औद्योगिक विधि है।
इस प्रक्रिया में,मैग्नीशियम को पिघले हुए मैग्नीशियम क्लोराइड $(MgCl_2)$ के इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा प्राप्त किया जाता है।
इस प्रक्रिया में कैथोड पर मैग्नीशियम धातु और एनोड पर क्लोरीन गैस उत्पन्न करने के लिए पिघले हुए $MgCl_2$ का इलेक्ट्रोलिसिस किया जाता है।

(B) कार्नालाइट का रासायनिक सूत्र $KCl \cdot MgCl_2 \cdot 6H_2O$ है।
सूत्र से हम देख सकते हैं कि इसमें पोटेशियम $(K)$,मैग्नीशियम $(Mg)$ और क्लोरीन $(Cl)$ मौजूद होते हैं।
इसमें कैल्शियम $(Ca)$ नहीं होता है।

(A) $Zn$,$Al$,$Sn$ और $Pb$ जैसे उभयधर्मी तत्व $NaOH$ के साथ अभिक्रिया करके $H_2$ गैस उत्पन्न करते हैं।
$Zn + 2NaOH \rightarrow Na_2ZnO_2 + H_2$
$2Al + 2NaOH + 6H_2O \rightarrow 2Na[Al(OH)_4] + 3H_2$
$Sn + 2NaOH + H_2O \rightarrow Na_2SnO_3 + 2H_2$
$Pb + 2NaOH \rightarrow Na_2PbO_2 + H_2$
$S$ और $P$ $NaOH$ के साथ $H_2$ गैस उत्पन्न नहीं करते हैं।
अतः,ऐसे कुल तत्वों की संख्या $4$ है।

(D) $I$. शुद्ध $NaCl$ आर्द्रताग्राही नहीं है; यह केवल $CaCl_2$ और $MgCl_2$ जैसी अशुद्धियों के कारण आर्द्रताग्राही बनता है।
$II$. क्षार धातुओं का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $ns^1$ होता है। $Li$ $(n=2)$ के लिए $(n-1)d$ उपकोश मौजूद नहीं है,और दूसरों के लिए यह पूरी तरह से भरा हुआ है,रिक्त नहीं है।
$III$. $Na_2CO_3$ एक प्रबल क्षार $(NaOH)$ और दुर्बल अम्ल $(H_2CO_3)$ का लवण है,जो इसे क्षारीय बनाता है। $NaHCO_3$ एक एम्फिप्रोटिक प्रजाति है,और इसका विलयन $Na_2CO_3$ से कम क्षारीय होता है।
$IV$. फिटकरी (alums) $M'M'''(SO_4)_2 \cdot 12H_2O$ सामान्य सूत्र वाले द्विक लवण हैं। $Li^{+}$ और $Mg^{2+}$ फिटकरी नहीं बनाते हैं क्योंकि उनकी आयनिक त्रिज्या फिटकरी की क्रिस्टल जालक संरचना में फिट होने के लिए बहुत छोटी होती है।
अतः,केवल कथन $IV$ $CORRECT$ (सही) है.

(A) Trona एक द्विक लवण है जिसका सूत्र $Na_2CO_3 \cdot NaHCO_3 \cdot 2H_2O$ है।
गर्म करने पर,इसका तापीय अपघटन होता है।
सबसे पहले,क्रिस्टलीकरण का जल निकल जाता है और फिर सोडियम बाइकार्बोनेट $(NaHCO_3)$ घटक सोडियम कार्बोनेट $(Na_2CO_3)$,जल वाष्प $(H_2O)$ और कार्बन डाइऑक्साइड $(CO_2)$ में अपघटित हो जाता है।
संपूर्ण अभिक्रिया इस प्रकार है: $2(Na_2CO_3 \cdot NaHCO_3 \cdot 2H_2O) \xrightarrow{\Delta} 3Na_2CO_3 + 5H_2O + CO_2$.
अतः,अंतिम ठोस अवशेष सोडियम कार्बोनेट $(Na_2CO_3)$ है।

(C) क्षार धातुओं में,केवल $Li$ अपने छोटे आकार और उच्च आवेश घनत्व के कारण $N_2$ के साथ सीधे अभिक्रिया करके $Li_3N$ बनाता है।
$Cs$ (सीज़ियम) जैसी अन्य क्षार धातुएं नाइट्रोजन के साथ अभिक्रिया करके नाइट्राइड नहीं बनाती हैं क्योंकि बनने वाले नाइट्राइड की जालक ऊर्जा (lattice energy),आयनन ऊर्जा और $N \equiv N$ ट्रिपल बॉन्ड को तोड़ने के लिए आवश्यक ऊर्जा की भरपाई करने के लिए अपर्याप्त होती है।
$Mg$ और $Al$ भी नाइट्रोजन के साथ गर्म करने पर नाइट्राइड ($Mg_3N_2$ और $AlN$) बनाते हैं।

(A) $(1)$ क्षार धातुओं के बाइकार्बोनेट के लिए,समूह में नीचे जाने पर घुलनशीलता बढ़ती है क्योंकि जालक ऊर्जा में कमी जलयोजन ऊर्जा में कमी की तुलना में अधिक महत्वपूर्ण होती है। अतः,$NaHCO_3 < KHCO_3 < RbHCO_3 < CsHCO_3$ सही है।
$(2)$ समूह $15$ के हाइड्राइड्स के लिए क्वथनांक का क्रम $PH_3 < AsH_3 < SbH_3 < NH_3 < BiH_3$ है। हाइड्रोजन बंधन के कारण $NH_3$ का क्वथनांक $PH_3, AsH_3, SbH_3$ से अधिक होता है।
$(3)$ फजान के नियम के अनुसार,जैसे-जैसे धनायन पर आवेश बढ़ता है,ध्रुवीकरण बढ़ता है,जिससे सहसंयोजक गुण बढ़ता है और आयनिक गुण घटता है। अतः,$Fe_2O_3$ में $FeO$ की तुलना में अधिक सहसंयोजक गुण होता है।
$(4)$ $Na$ $([Ne] 3s^1)$ की $IE_2$ बहुत अधिक है क्योंकि दूसरा इलेक्ट्रॉन एक स्थिर उत्कृष्ट गैस विन्यास से निकाला जाता है,जबकि $Mg$ $([Ne] 3s^2)$ की $IE_2$ कम होती है क्योंकि यह एक इलेक्ट्रॉन निकालने के बाद स्थिर विन्यास प्राप्त करता है। अतः,$Mg < Na$.

(C) जब एक क्षार धातु द्रव $NH_3$ में घुलती है,तो यह विलायित इलेक्ट्रॉनों $(e^-(NH_3)_x)$ और विलायित धातु आयनों $(M^+(NH_3)_y)$ की उपस्थिति के कारण नीले रंग का,चालक विलयन बनाती है।
$1$. तनु विलयन विलायित इलेक्ट्रॉनों के कारण नीले और अनुचुंबकीय होते हैं।
$2$. सांद्र विलयन कांस्य रंग के हो जाते हैं और धात्विक चमक प्रदर्शित करते हैं।
$3$. चालकता केवल इलेक्ट्रॉनों के कारण नहीं,बल्कि विलायित इलेक्ट्रॉनों और विलायित धातु आयनों दोनों के कारण होती है।
$4$. अशुद्धियों की अनुपस्थिति में नीला रंग स्थिर होता है,लेकिन यह धीरे-धीरे धातु एमाइड $(MNH_2)$ और $H_2$ गैस बनाने के लिए विघटित हो जाता है।
$5$. अमोनिया के वाष्पीकरण द्वारा धातु को पुनः प्राप्त किया जा सकता है।

(B) अभिक्रिया है: $2KOH + 2O_3 \to 2KO_3 + O_2 + H_2O$.
यहाँ,$(a)$ $KO_3$ (पोटेशियम ओजोनाइड) है और $(b)$ $O_2$ (ऑक्सीजन गैस) है।
$KO_3$ में ओजोनाइड आयन $(O_3^-)$ होता है,जिसमें एक अयुग्मित इलेक्ट्रॉन होता है,जो इसे अनुचुंबकीय (paramagnetic) बनाता है।
$KO_3$,$HCl$ के साथ अभिक्रिया करके $O_2$ गैस उत्पन्न करता है: $2KO_3 + 2HCl \to 2KCl + 2O_2 + H_2O$.
$O_2$ सामान्य परिस्थितियों में $Xe$ के साथ सीधे अभिक्रिया नहीं करता है।
अतः,कथन '$(b)$ $Xe$ के साथ सीधे अभिक्रिया नहीं करता है' सही है।

(D) ससंजक ऊर्जा वह ऊर्जा है जो ठोस जालक में परमाणुओं को एक साथ बांधे रखती है,जो समूह में नीचे जाने पर घटती है।
क्षार धातुओं के लिए,परमाणु आकार बढ़ने के साथ धात्विक बंधन की शक्ति कम हो जाती है।
दिए गए विकल्पों में,$Na$ का परमाणु आकार सबसे छोटा है,जिसके कारण इसकी ससंजक ऊर्जा सबसे अधिक होती है।
अतः,$(D)$ सही उत्तर है।

(B) $LiNO_3$ का तापीय अपघटन $Li_2O$,$NO_2$ (भूरी गैस) और $O_2$ उत्पन्न करता है।
$4LiNO_3 \xrightarrow{\Delta} 2Li_2O + 4NO_2 + O_2$.
$KNO_3$ अपघटित होकर $KNO_2$ और $O_2$ (रंगहीन गैस) बनाता है,इसलिए यह भूरी गैस मुक्त नहीं करता है।
$2KNO_3 \xrightarrow{\Delta} 2KNO_2 + O_2$.
$Zn$ की सांद्र $HNO_3$ के साथ अभिक्रिया $NO_2$ (भूरी गैस) उत्पन्न करती है।
$Zn + 4HNO_3 \rightarrow Zn(NO_3)_2 + 2NO_2 + 2H_2O$.
$NaNO_3$ पर सांद्र $H_2SO_4$ मिलाने से $HNO_3$ वाष्प बनती है,जो अपघटित होकर $NO_2$ (भूरी गैस) देती है।

(D) क्षार धातु हैलाइडों के लिए संभवन एन्थैल्पी $(\Delta H_f)$ का परिमाण मुख्य रूप से जालक ऊर्जा (lattice energy) और जलयोजन ऊर्जा (hydration energy) द्वारा निर्धारित होता है।
किसी दी गई धातु के लिए,हैलाइड आयन का आकार $F^-$ से $I^-$ तक बढ़ने पर संभवन एन्थैल्पी का परिमाण कम हो जाता है। अतः,सही क्रम $Fluoride > Chloride > Bromide > Iodide$ है।
किसी दिए गए हैलाइड के लिए,समूह में नीचे जाने पर क्षार धातु धनायन का आकार बढ़ने से संभवन एन्थैल्पी का परिमाण कम हो जाता है। अतः,आयोडाइड के लिए,सही क्रम $LiI > NaI > RbI > CsI$ है।

(C) $Zn$ और $Sn$ जैसी उभयधर्मी धातुएं $NaOH$ जैसे प्रबल क्षार के साथ अभिक्रिया करके हाइड्रोजन गैस उत्पन्न करती हैं।
रासायनिक अभिक्रियाएं इस प्रकार हैं:
$Zn + 2NaOH \rightarrow Na_2ZnO_2 + H_2 \uparrow$
$Sn + 2NaOH \rightarrow Na_2SnO_2 + H_2 \uparrow$
अतः,$Zn$ और $Sn$ वे तत्व हैं जो $H_2$ गैस मुक्त करते हैं।

(A) सोल्वे प्रक्रिया में,$Na_2CO_3$ का उत्पादन $NaCl$,$NH_3$ और $CO_2$ का उपयोग करके किया जाता है।
$NH_3$ को उप-उत्पाद $NH_4Cl$ की अभिक्रिया $Ca(OH)_2$ के साथ कराकर पुनः प्राप्त किया जाता है।
$CO_2$ को $CaCO_3$ (चूना पत्थर) के तापीय अपघटन द्वारा पुनः प्राप्त किया जाता है।
अतः,इस प्रक्रिया में $CO_2$ और $NH_3$ को पुनर्चक्रित किया जाता है।

(D) रुबिडियम सुपरऑक्साइड $(RbO_2)$ की जल $(H_2O)$ के साथ अभिक्रिया निम्नलिखित समीकरण द्वारा दी जाती है:
$2RbO_2 + 2H_2O \rightarrow 2RbOH + H_2O_2 + O_2$
संतुलित रासायनिक समीकरण से,प्राप्त उत्पाद रुबिडियम हाइड्रॉक्साइड $(RbOH)$,हाइड्रोजन पेरोक्साइड $(H_2O_2)$ और ऑक्सीजन गैस $(O_2)$ हैं।
अतः,$Rb_2O_2$ (रुबिडियम पेरोक्साइड) इस अभिक्रिया का उत्पाद नहीं है।

(B) $1$. अपनी उच्च जलयोजन ऊर्जा के कारण $Li$ जलीय विलयन में सबसे प्रबल अपचायक है।
$2$. क्षार धातुओं का घनत्व सामान्यतः समूह में नीचे जाने पर बढ़ता है,लेकिन $K$ एक अपवाद है क्योंकि इसका परमाणु आयतन $Na$ से बड़ा होता है,जिससे इसका घनत्व $(0.86 \ g/cm^3)$ $Na$ $(0.97 \ g/cm^3)$ से कम हो जाता है। अतः,यह कथन कि $K$ का घनत्व $Na$ से अधिक है,गलत है।
$3$. गैसीय अवस्था में $Li^+$ की आयनिक त्रिज्या सबसे छोटी होती है,लेकिन जलीय विलयन में अत्यधिक जलयोजन के कारण इसकी जलयोजित आयनिक त्रिज्या सबसे बड़ी होती है।
$4$. सभी क्षार धातुएं तरल अमोनिया में घुलकर अमोनियेटेड इलेक्ट्रॉनों की उपस्थिति के कारण गहरे नीले,चालक और अनुचुंबकीय विलयन बनाती हैं।

(D) दी गई अभिक्रियाएं सोडियम कार्बोनेट $(Na_2CO_3)$ के निर्माण के लिए साल्वे प्रक्रिया को दर्शाती हैं:
$1$. $2NH_3 + CO_2 + H_2O \to (NH_4)_2CO_3$ $(A)$
$2$. $(NH_4)_2CO_3 + H_2O + CO_2 \to 2NH_4HCO_3$ $(B)$
$3$. $NH_4HCO_3 + NaCl \to NaHCO_3$ $(C)$ + $NH_4Cl$
$4$. $2NaHCO_3 \xrightarrow{\Delta} Na_2CO_3$ $(D)$ + $H_2O + CO_2$
विकल्पों के साथ तुलना करने पर:
$A = (NH_4)_2CO_3$ (सही)
$B = NH_4HCO_3$ (विकल्प $D$ में $B = (NH_4)_2C_2O_4$ दिया गया है,जो गलत है)
$C = NaHCO_3$ (सही)
$D = Na_2CO_3$ (सही)
अतः,गलत कथन $B = (NH_4)_2C_2O_4$ है।

(C) साल्वे प्रक्रिया का उपयोग सोडियम कार्बोनेट $(Na_2CO_3)$ के निर्माण के लिए किया जाता है।
$1$. $CaCO_3 \xrightarrow{\Delta} CaO + CO_2$ का उपयोग $CO_2$ और $CaO$ उत्पन्न करने के लिए किया जाता है।
$2$. $NaCl + NH_3 + H_2O + CO_2 \to NH_4Cl + NaHCO_3$ मुख्य अभिक्रिया है जिसमें सोडियम बाइकार्बोनेट बनता है।
$3$. $Ca(OH)_2 + 2NH_4Cl \to 2NH_3 + CaCl_2 + 2H_2O$ का उपयोग अमोनिया $(NH_3)$ को पुनः प्राप्त करने के लिए किया जाता है।
$4$. अभिक्रिया $Na_2CO_3 + CO_2 + H_2O \to 2NaHCO_3$ साल्वे प्रक्रिया का हिस्सा नहीं है; वास्तव में,सोडियम बाइकार्बोनेट से सोडियम कार्बोनेट प्राप्त करने के लिए इसकी विपरीत अभिक्रिया $(2NaHCO_3 \xrightarrow{\Delta} Na_2CO_3 + H_2O + CO_2)$ का उपयोग किया जाता है।

(C) $1$. अभिक्रिया $(X)$ में,जलीय $NaCl$ (ब्राइन) के विद्युत अपघटन से $NaOH$ $(A)$,$H_2$ गैस $(B)$ और $Cl_2$ गैस प्राप्त होती है।
$2NaCl(aq) + 2H_2O(l) \rightarrow 2NaOH(aq) + H_2(g) + Cl_2(g)$.
अतः,$A = NaOH$ और $B = H_2$ है।
$2$. $NaOH$ $(A)$ की $Al$ के साथ अभिक्रिया से सोडियम एल्युमिनेट $(NaAlO_2)$ और $H_2$ $(B)$ प्राप्त होता है: $2Al + 2NaOH + 2H_2O \rightarrow 2NaAlO_2 + 3H_2$।
$3$. अभिक्रिया $(Y)$ में,$NaOH$ $(A)$ गर्म और सांद्र अवस्था में $Cl_2$ के साथ अभिक्रिया करके $NaCl$ $(C)$ और $NaClO_3$ $(D)$ बनाता है:
$6NaOH + 3Cl_2 \rightarrow 5NaCl + NaClO_3 + 3H_2O$।
इसलिए,$A = NaOH, B = H_2, C = NaCl, D = NaClO_3$ है।

(D) जब क्षारीय धातुएं द्रव अमोनिया में घुलती हैं,तो वे अमोनियेटेड इलेक्ट्रॉनों की उपस्थिति के कारण गहरा नीला विलयन बनाती हैं $(M + (x+y)NH_3 \rightarrow [M(NH_3)_x]^+ + [e(NH_3)_y]^-)$।
$1$. नीला रंग वास्तव में अमोनियेटेड इलेक्ट्रॉनों के कारण होता है,जो दृश्य स्पेक्ट्रम में ऊर्जा को अवशोषित करते हैं।
$2$. तनु करने पर,अमोनियेटेड इलेक्ट्रॉनों की सांद्रता कम हो जाती है,जिससे रंग की तीव्रता कम हो जाती है।
$3$. लंबे समय तक रखे रहने पर,विलयन अभिक्रिया करके धातु एमाइड और हाइड्रोजन गैस बनाता है $(2M + 2NH_3 \rightarrow 2MNH_2 + H_2)$,जिससे नीला रंग गायब हो जाता है और विलयन रंगहीन हो जाता है।
चूंकि सभी कथन $(A)$,$(B)$,और $(C)$ सही हैं,इसलिए गलत कथन इनमें से कोई नहीं है।

(B) यौगिकों की घुलनशीलता जालक ऊर्जा और जलयोजन ऊर्जा के संतुलन पर निर्भर करती है।
$(a)$ $BeSO_4$ और $BaSO_4$ के लिए,छोटे $Be^{2+}$ आयन की जलयोजन ऊर्जा $Ba^{2+}$ आयन की तुलना में बहुत अधिक होती है,जिससे $BeSO_4$ अधिक घुलनशील होता है।
$(b)$ $NaCl$ और $MgCl_2$ के लिए,$MgCl_2$ की तुलना में कम जालक ऊर्जा के कारण $NaCl$ जल में अधिक घुलनशील है।
$(c)$ $AgCl$ और $AgI$ के लिए,$AgCl$ अधिक घुलनशील है क्योंकि $Cl^-$ आयन $I^-$ आयन की तुलना में छोटा और आसानी से जलयोजित होने वाला होता है।
अतः,सही क्रम $BeSO_4, NaCl, AgCl$ है।

(B) अभिक्रियाएं इस प्रकार हैं:
$1. \ 2 Al + 6 HCl \longrightarrow 2 AlCl_3 + 3 H_2 \uparrow$ (गैस $'P'$ $H_2$ है)
$2. \ 2 Al + 2 NaOH + 2 H_2O \longrightarrow 2 NaAlO_2 + 3 H_2 \uparrow$ (गैस $'Q'$ $H_2$ है)
अभिक्रियाओं से,हम देखते हैं कि दोनों गैसें $'P'$ और $'Q'$ हाइड्रोजन गैस $(H_2)$ हैं।
इसलिए,कथन 'गैस $'P'$ और गैस $'Q'$ अलग-अलग हैं' गलत है।

(B) $KO_2$ (पोटेशियम सुपरऑक्साइड) का उपयोग पनडुब्बियों और सीमित स्थानों के लिए श्वसन उपकरणों में किया जाता है क्योंकि यह $CO_2$ के साथ प्रतिक्रिया करके $O_2$ उत्पन्न करता है और नमी को अवशोषित करता है।
रासायनिक अभिक्रिया इस प्रकार है:
$4KO_2(s) + 2CO_2(g) \to 2K_2CO_3(s) + 3O_2(g)$

(D) जब पोटेशियम परमैंगनेट $(KMnO_4)$ को गर्म किया जाता है,तो यह तापीय अपघटन के माध्यम से पोटेशियम मैंगनेट $(K_2MnO_4)$,मैंगनीज डाइऑक्साइड $(MnO_2)$ और ऑक्सीजन गैस $(O_2)$ देता है।
संतुलित रासायनिक समीकरण इस प्रकार है:
$2KMnO_4 \xrightarrow{\Delta} K_2MnO_4 + MnO_2 + O_2$

(B) जलीय विलयनों में,आयन जलयोजित (hydrated) हो जाते हैं। जलयोजन की मात्रा आयन के आकार के व्युत्क्रमानुपाती होती है। छोटे आयनों का जलयोजन अधिक होता है,जिससे उनकी जलयोजित त्रिज्या बड़ी हो जाती है।
अतः,जलयोजित आयनिक आकार का क्रम $Na^{+} > K^{+} > Rb^{+} > Cs^{+}$ है।
चूंकि आयनिक गतिशीलता जलयोजित आकार के व्युत्क्रमानुपाती होती है,इसलिए आयनिक गतिशीलता का सही क्रम $Cs^{+} > Rb^{+} > K^{+} > Na^{+}$ है।

(D) जलीय माध्यम में,क्षार धातु आयन जलयोजित (hydrated) होते हैं। जलयोजन की मात्रा आयनिक आकार के व्युत्क्रमानुपाती होती है। चूंकि $Li^{+}$ का आयनिक आकार सबसे छोटा होता है,इसलिए इसका जलयोजन सबसे अधिक होता है,जिसके परिणामस्वरूप इसकी जलयोजित त्रिज्या सबसे बड़ी और आयनिक गतिशीलता सबसे कम होती है।
इसके विपरीत,$Cs^{+}$ का आयनिक आकार सबसे बड़ा होता है,जलयोजन की मात्रा सबसे कम होती है,जलयोजित त्रिज्या सबसे छोटी होती है और इसलिए जलीय घोल में इसकी आयनिक गतिशीलता सबसे अधिक होती है।
पिघली हुई अवस्था में,कोई जलयोजन नहीं होता है,इसलिए गतिशीलता नग्न आयन के आकार पर निर्भर करती है; $Li^{+}$ जैसे छोटे आयनों की गतिशीलता $Cs^{+}$ जैसे बड़े आयनों की तुलना में अधिक होती है।
गैसीय अवस्था में,आयनों का आकार $Li^{+} < Na^{+} < K^{+} < Rb^{+} < Cs^{+}$ के क्रम में होता है। अतः,$K^{+} > Na^{+}$ एक सही कथन है।

(D) $SOLVAY$ प्रक्रिया का उपयोग सोडियम कार्बोनेट $(Na_2CO_3)$ के औद्योगिक उत्पादन के लिए किया जाता है।
इस प्रक्रिया के लिए आवश्यक प्राथमिक कच्चे माल हैं:
$1$. सोडियम क्लोराइड $(NaCl)$ (ब्राइन घोल)।
$2$. अमोनिया $(NH_3)$।
$3$. चूना पत्थर $(CaCO_3)$,जो गर्म करने पर कार्बन डाइऑक्साइड $(CO_2)$ और अमोनिया की रिकवरी के लिए कैल्शियम ऑक्साइड $(CaO)$ प्रदान करता है।
अतः,कच्चे माल का सही समूह $NaCl$,$NH_3$,और $CaCO_3$ है।

(D) जो तत्व उभयधर्मी (amphoteric) प्रकृति के होते हैं,वे $NaOH$ जैसे प्रबल क्षार के साथ अभिक्रिया करके $H_2$ गैस मुक्त करते हैं।
$Be + 2NaOH \to Na_2BeO_2 + H_2$
$2Al + 2NaOH + 6H_2O \to 2Na[Al(OH)_4] + 3H_2$
$Sn + 2NaOH + H_2O \to Na_2SnO_3 + 2H_2$
चूंकि $Be$,$Al$ और $Sn$ सभी उभयधर्मी हैं,इसलिए ये सभी $NaOH$ के साथ अभिक्रिया पर $H_2$ गैस मुक्त करते हैं।

(B) क्षार धातुओं के नाइट्रेट्स में,$LiNO_3$ गर्म करने पर लिथियम ऑक्साइड,नाइट्रोजन डाइऑक्साइड और ऑक्सीजन गैस में विघटित हो जाता है।
$4LiNO_3 \to 2Li_2O + 4NO_2 + O_2$
$NO_2$ एक भूरे रंग की गैस है।
अन्य क्षार धातु नाइट्रेट जैसे $NaNO_3$,$KNO_3$ और $RbNO_3$ अपने संबंधित नाइट्राइट्स और ऑक्सीजन गैस में विघटित होते हैं,जो भूरी गैस उत्पन्न नहीं करते हैं।

(A) सॉल्वे प्रक्रिया का उपयोग सोडियम कार्बोनेट $(Na_2CO_3)$ के औद्योगिक उत्पादन के लिए किया जाता है।
इस प्रक्रिया के लिए आवश्यक कच्चे माल अमोनिया $(NH_3)$,कार्बन डाइऑक्साइड $(CO_2)$ और सोडियम क्लोराइड $(NaCl)$ हैं।
इसमें शामिल रासायनिक अभिक्रियाएँ इस प्रकार हैं:
$2NH_3 + H_2O + CO_2 \rightarrow (NH_4)_2CO_3$
$(NH_4)_2CO_3 + H_2O + CO_2 \rightarrow 2NH_4HCO_3$
$NH_4HCO_3 + NaCl \rightarrow NaHCO_3 + NH_4Cl$
$2NaHCO_3 \rightarrow Na_2CO_3 + H_2O + CO_2$
सल्फर डाइऑक्साइड $(SO_2)$ का उपयोग इस प्रक्रिया में नहीं किया जाता है।

(A) सोडियम नाइट्रेट $(NaNO_3)$ का तापीय अपघटन इस प्रकार होता है:
$2NaNO_3(s) \xrightarrow{\Delta} 2NaNO_2(s) + O_2(g)$
अतः,$NaNO_3$ को गर्म करने पर सोडियम नाइट्राइट और ऑक्सीजन गैस $(O_2)$ प्राप्त होती है।

(A) पोर्टलैंड सीमेंट की संरचना में मुख्य रूप से कैल्शियम ऑक्साइड $(CaO)$ होता है,जो कुल द्रव्यमान का लगभग $50-60\%$ होता है।
अन्य घटकों में सिलिकॉन डाइऑक्साइड ($SiO_2$,$20-25\%$),एल्युमिनियम ऑक्साइड ($Al_2O_3$,$5-10\%$) और आयरन ऑक्साइड ($Fe_2O_3$,$1-2\%$) शामिल हैं।
इसलिए,प्रतिशत के अनुसार $CaO$ मुख्य यौगिक है।

(D) जलयोजन ऊर्जा आयन के आवेश घनत्व (charge density) के सीधे आनुपातिक होती है,जिसे आवेश और आकार के अनुपात $(Charge/Size)$ के रूप में परिभाषित किया जाता है।
धनायनों के लिए,जैसे-जैसे आवेश बढ़ता है और आकार घटता है,जलयोजन ऊर्जा बढ़ती है।
$Al^{+3}$,$Mg^{+2}$,और $Na^{+}$ की तुलना करने पर: सभी नियॉन जैसी इलेक्ट्रॉनिक विन्यास रखते हैं,लेकिन $Al^{+3}$ का आवेश सबसे अधिक और आकार सबसे छोटा है,उसके बाद $Mg^{+2}$ और फिर $Na^{+}$ आता है।
इसलिए,सही क्रम $Al^{+3} > Mg^{+2} > Na^{+}$ है।

(C) साल्वे प्रक्रिया में,$NaHCO_3$ ठोस के रूप में अवक्षेपित हो जाता है क्योंकि इसकी पानी में घुलनशीलता कम होती है।
हालाँकि,$KHCO_3$ पानी में $NaHCO_3$ की तुलना में बहुत अधिक घुलनशील होता है।
इस उच्च घुलनशीलता के कारण,जब $KCl$ और $NH_3$ के सांद्र घोल से $CO_2$ गुजारी जाती है तो $KHCO_3$ अवक्षेपित नहीं होता है,जिससे साल्वे प्रक्रिया पोटेशियम कार्बोनेट की तैयारी के लिए अनुपयुक्त हो जाती है।

(C) $1$. क्षार धातुओं के कार्बोनेट की घुलनशीलता समूह में नीचे जाने पर बढ़ती है क्योंकि धनायन का आकार बढ़ने पर जालक ऊर्जा (lattice energy),जलयोजन ऊर्जा (hydration energy) की तुलना में अधिक तेजी से घटती है।
$2$. क्षार धातु फ्लोराइड्स का गलनांक समूह में नीचे जाने पर घटता है $(NaF > KF > RbF > CsF)$ क्योंकि धनायन का आकार बढ़ने पर जालक ऊर्जा कम हो जाती है।
$3$. समूह-$1$ की धातुओं के नाइट्रेट्स की तापीय स्थिरता समूह में नीचे जाने पर बढ़ती है क्योंकि धातु का विद्युत-धनात्मक गुण बढ़ता है,जिससे $M-O$ बंध मजबूत हो जाता है।
$4$. क्षार धातुओं के बाइकार्बोनेट की घुलनशीलता जालक ऊर्जा में कमी के कारण समूह में नीचे जाने पर बढ़ती है,जिसका क्रम $LiHCO_3 > NaHCO_3 > KHCO_3 > RbHCO_3 > CsHCO_3$ है। अतः,$Na^{+} < K^{+} < Rb^{+} < Cs^{+}$ वाला कथन गलत है।

(C) मैग्नीशियम $(Mg)$ एक अत्यधिक सक्रिय धातु है।
$MgCl_2$ के जलीय विलयन के विद्युत अपघटन से कैथोड पर $H_2$ गैस निकलती है क्योंकि पानी का अपचयन विभव $Mg^{2+}$ आयनों से अधिक होता है।
$MgCl_2 \cdot 6H_2O$ को सीधे गर्म करने पर जल-अपघटन होता है,जिससे $MgO$ प्राप्त होता है $(MgCl_2 \cdot 6H_2O \xrightarrow{\Delta} MgO + 2HCl + 5H_2O)$।
अतः,$Mg$ को $MgCl_2$ की गलित अवस्था के विद्युत अपघटन द्वारा प्राप्त किया जाता है।