Chemical properties Questions in Hindi

(C) दिए गए यौगिकों में,फेरिक क्लोराइड $(FeCl_3)$ पानी में सबसे अधिक अम्लीय है।
यह $Fe^{3+}$ आयन के उच्च आवेश घनत्व और प्रभावी परमाणु आवेश के कारण है।
जैसे-जैसे केंद्रीय धातु धनायन का आवेश घनत्व बढ़ता है,इसकी समन्वित जल अणुओं में $O-H$ बंध को ध्रुवीकृत करने की क्षमता बढ़ जाती है,जिससे अम्लता में वृद्धि होती है।
ये सभी यौगिक पानी में जल-अपघटन (hydrolysis) करके $HCl$ गैस मुक्त करते हैं:
$BeCl_2 + 2 H_2O \rightarrow Be(OH)_2 + 2 HCl \uparrow$
$AlCl_3 + 3 H_2O \rightarrow Al(OH)_3 + 3 HCl \uparrow$
$FeCl_3 + 3 H_2O \rightarrow Fe(OH)_3 + 3 HCl \uparrow$
$Fe^{3+}$ का आवेश-आकार अनुपात अधिक होने के कारण,यह दिए गए विकल्पों में सबसे प्रबल लुईस अम्ल है।

(B) प्रत्येक यौगिक में $Mn$ की ऑक्सीकरण अवस्था ज्ञात करने पर:
$1$. $K_2MnO_4$ में: $2(+1) + x + 4(-2) = 0 \implies x = +6$.
$2$. $KMnO_4$ में: $1(+1) + x + 4(-2) = 0 \implies x = +7$.
$3$. $MnO_2$ में: $x + 2(-2) = 0 \implies x = +4$.
$4$. $Mn_2O_3$ में: $2x + 3(-2) = 0 \implies x = +3$.
अतः,$Mn$ की उच्चतम ऑक्सीकरण अवस्था $+7$ है,जो $KMnO_4$ में प्रदर्शित होती है।

(C) बाइनरी यौगिक दो अलग-अलग तत्वों से बना एक रासायनिक यौगिक होता है।
जो तत्व परिवर्तनशील ऑक्सीकरण अवस्थाएँ प्रदर्शित करते हैं,वे किसी दिए गए अधातु के साथ एक से अधिक प्रकार के बाइनरी यौगिक बना सकते हैं।
$K$ (पोटेशियम) $+1$ की निश्चित ऑक्सीकरण अवस्था वाली एक क्षार धातु है,जो केवल $KCl$ बनाती है।
$Ca$ (कैल्शियम) $+2$ की निश्चित ऑक्सीकरण अवस्था वाली एक क्षारीय मृदा धातु है,जो केवल $CaCl_2$ बनाती है।
$Zn$ (जिंक) एक संक्रमण धातु है लेकिन अपने यौगिकों में $+2$ की निश्चित ऑक्सीकरण अवस्था प्रदर्शित करती है,जो केवल $ZnCl_2$ बनाती है।
$Fe$ (आयरन) एक संक्रमण धातु है जो $+2$ और $+3$ की परिवर्तनशील ऑक्सीकरण अवस्थाएँ प्रदर्शित करती है।
इसलिए,$Fe$ क्लोरीन के साथ दो प्रकार के बाइनरी यौगिक बना सकता है: $FeCl_2$ और $FeCl_3$।
अतः,सही विकल्प $C$ है।

(C) जब $Cr^{3+}$ और $Fe^{3+}$ के मिश्रण को सांद्र $NaOH$ के साथ उपचारित किया जाता है,तो $Cr^{3+}$ एक घुलनशील संकुल बनाता है,जबकि $Fe^{3+}$ अघुलनशील अवक्षेप बनाता है।
$Cr^{3+}$ के लिए:
$Cr^{3+} + 3OH^{-} \longrightarrow Cr(OH)_3 \downarrow$
$Cr(OH)_3 + OH^{-} \longrightarrow [Cr(OH)_4]^{-} \text{ (घुलनशील हरा संकुल)}$
$Fe^{3+}$ के लिए:
$Fe^{3+} + 3OH^{-} \longrightarrow Fe(OH)_3 \downarrow \text{ (भूरा अवक्षेप)}$
चूंकि $Cr^{3+}$ संकुल के रूप में विलयन में रहता है और $Fe^{3+}$ अवक्षेप के रूप में अलग हो जाता है,इसलिए उन्हें निस्पंदन (filtration) द्वारा अलग किया जा सकता है।

(C) $Cu^{2+}$ का $Cu^{+}$ में अपचयन तब होता है जब $Cu^{2+}$ आयोडाइड आयनों $(I^-)$ के साथ अभिक्रिया करता है,क्योंकि $CuI$ अघुलनशील है और अभिक्रिया ऊष्मागतिक रूप से अनुकूल है।
संतुलित रासायनिक समीकरण: $2Cu^{2+} + 4I^- \to 2CuI(s) + I_2(s)$.

(C) ऑक्सीकरण की सुगमता $(M^{2+} \to M^{3+} + e^-)$ ऑक्सीकरण विभव द्वारा निर्धारित की जाती है,जो अपचयन विभव का ऋणात्मक मान है $({E^0}_{M^{2+}/M^{3+}} = -{E^0}_{M^{3+}/M^{2+}})$। उच्च (अधिक धनात्मक) ऑक्सीकरण विभव यह दर्शाता है कि ऑक्सीकरण प्रक्रिया आसान है।

धातु	ऑक्सीकरण विभव $({E^0}_{M^{2+}/M^{3+}})$
$Cr$	$+0.41 \ V$
$Mn$	$-1.57 \ V$
$Fe$	$-0.77 \ V$
$Co$	$-1.97 \ V$

चूंकि $Cr$ का ऑक्सीकरण विभव सबसे अधिक $(+0.41 \ V)$ है,इसलिए $Cr$ के लिए ऑक्सीकरण अवस्था का $+2$ से $+3$ में परिवर्तन सबसे आसान है।

(C) एक उभयधर्मी पदार्थ वह है जो अम्ल और क्षार दोनों के साथ अभिक्रिया कर सकता है।
$Al^{3+}$,$Cr^{3+}$,और $Zn^{2+}$ उभयधर्मी ऑक्साइड या हाइड्रॉक्साइड बनाते हैं।
$Fe^{3+}$ द्वारा निर्मित $Fe_2O_3$ और $Fe(OH)_3$ प्रकृति में क्षारीय होते हैं और उभयधर्मी गुण प्रदर्शित नहीं करते हैं।

(C) $Fe$,$Co$,और $Ni$ संक्रमण धातुएं हैं जो हाइड्रोजनीकरण प्रक्रियाओं में प्रभावी उत्प्रेरक के रूप में कार्य करती हैं। ऐसा इसलिए है क्योंकि उनमें अपनी मुक्त सतह पर हाइड्रोजन गैस को अधिशोषित (occlude) करने की उच्च प्रवृत्ति होती है,जो अभिक्रिया को सुगम बनाती है।

(A) धातुओं की अभिक्रियाशीलता उनके मानक ऑक्सीकरण विभव या इलेक्ट्रॉन खोने की प्रवृत्ति द्वारा निर्धारित की जाती है। दी गई संक्रमण धातुओं में से,$Fe$ (लोहा) सबसे अधिक अभिक्रियाशील है।
$Fe$ नम हवा की उपस्थिति में आसानी से ऑक्सीकृत होकर हाइड्रेटेड आयरन$(III)$ ऑक्साइड बनाता है,जिसे सामान्यतः जंग कहा जाता है:
$4Fe(s) + 3O_2(g) + xH_2O(l) \rightarrow 2Fe_2O_3 \cdot xH_2O(s)$
इसके विपरीत,$Pt$ (प्लेटिनम) एक उत्कृष्ट धातु है और बहुत कम अभिक्रियाशील है। $Ni$ और $Co$ मानक वायुमंडलीय स्थितियों में $Fe$ की तुलना में कम अभिक्रियाशील हैं।

(A) $Zn$ और $Hg$ दोनों आवर्त सारणी के समूह $12$ के तत्व हैं।
$Zn$ एक सक्रिय धातु है जो हवा में गर्म करने पर आसानी से $ZnO$ बनाती है।
$Hg$ भी $300^{\circ}C$ से $350^{\circ}C$ के तापमान पर हवा में गर्म करने पर $HgO$ बनाती है।
इसलिए,दोनों द्वारा साझा किया गया गुण यह है कि वे आसानी से ऑक्साइड बनाते हैं।

(A) सही विकल्प $A$ है।
मैंगनीज $+7$ ऑक्सीकरण अवस्था में सबसे शक्तिशाली ऑक्सीकरण एजेंट के रूप में कार्य करता है।
उदाहरण के लिए,$KMnO_4$ में मैंगनीज $+7$ ऑक्सीकरण अवस्था में होता है,जो अम्लीय,उदासीन और क्षारीय माध्यम में एक प्रबल ऑक्सीकरण एजेंट के रूप में कार्य करता है।

(D) सही उत्तर $(D)$ है। $Ta$ (टैंटलम) का उपयोग सर्जिकल इम्प्लांट्स जैसे प्लेट,स्क्रू और तारों के लिए किया जाता है क्योंकि यह मानव शरीर के वातावरण में अत्यधिक जैव-संगत (biocompatible) और संक्षारण-प्रतिरोधी (non-corrosive) होता है।

(A) ऑक्साइड की आयनिक प्रकृति धातु की ऑक्सीकरण अवस्था पर निर्भर करती है।
धातुओं की निम्न ऑक्सीकरण अवस्थाएं आमतौर पर आयनिक ऑक्साइड बनाती हैं,जबकि उच्च ऑक्सीकरण अवस्थाएं सहसंयोजक प्रकृति की ओर ले जाती हैं।
$MnO$ में,$Mn$ की ऑक्सीकरण अवस्था $+2$ है।
$Mn_2O_7$ में,$Mn$ की ऑक्सीकरण अवस्था $+7$ है।
$CrO_3$ में,$Cr$ की ऑक्सीकरण अवस्था $+6$ है।
$P_2O_5$ एक अधातु का ऑक्साइड है और यह सहसंयोजक है।
इसलिए,दिए गए विकल्पों में से $MnO$ सबसे अधिक आयनिक ऑक्साइड है।

(C) जब $CuSO_4$ के विलयन में $KI$ मिलाया जाता है,तो $I^-$ आयनों द्वारा $Cu^{2+}$ आयनों का $Cu^+$ आयनों में अपचयन हो जाता है।
अभिक्रिया: $2CuSO_4 + 4KI \to Cu_2I_2 + 2K_2SO_4 + I_2$.
यहाँ,$Cu_2I_2$ (क्यूप्रस आयोडाइड) सफेद अवक्षेप के रूप में बनता है और आयोडीन $(I_2)$ मुक्त होती है,जिससे विलयन भूरे रंग का हो जाता है।

(C) जब $KI$ को $CuSO_4$ में मिलाया जाता है,तो प्रारंभिक अभिक्रिया इस प्रकार होती है:
$2KI + CuSO_4 \to CuI_2 + K_2SO_4$
$CuI_2$ अस्थिर होता है और तुरंत अपचयित होकर $Cu_2I_2$ और $I_2$ बनाता है:
$2CuI_2 \to Cu_2I_2 + I_2$
इन दोनों को मिलाने पर,कुल अभिक्रिया इस प्रकार है:
$2CuSO_4 + 4KI \to Cu_2I_2 + 2K_2SO_4 + I_2$
अतः,अंतिम मिश्रण में $K_2SO_4$,$Cu_2I_2$ और $I_2$ उपस्थित होते हैं।

(C) $V_2O_3$ (वेनेडियम $(III)$ ऑक्साइड) एक प्रबल अपचायक (reducing agent) के रूप में कार्य करता है।
इसका कारण यह है कि वेनेडियम एक इलेक्ट्रोपॉजिटिव संक्रमण धातु है।
अपनी निचली ऑक्सीकरण अवस्थाओं में,यह अधिक स्थिर उच्च ऑक्सीकरण अवस्था प्राप्त करने के लिए इलेक्ट्रॉन खोने की प्रवृत्ति रखता है,जिससे अन्य पदार्थों का अपचयन (reduction) सुगम हो जाता है।

(A) $Cu^{2+}$ आयन एक ऑक्सीकारक के रूप में कार्य करते हैं और $I^-$ आयनों को $I_2$ में ऑक्सीकृत करते हैं,जबकि $Cu^{2+}$ का $Cu^+$ में अपचयन हो जाता है। अभिक्रिया इस प्रकार है:
$2CuSO_4 + 4KI \to Cu_2I_2 + I_2 + 2K_2SO_4$
अतः,जब $KI$ का $CuSO_4$ के विलयन के साथ अभिक्रिया होती है तो आयोडीन बनता है।

(D) जब लोहे को सांद्र $HNO_3$ के साथ उपचारित किया जाता है,तो इसकी सतह पर ऑक्साइड $(Fe_2O_3)$ की एक पतली,सुरक्षात्मक और अभेद्य परत बन जाने के कारण यह निष्क्रिय हो जाता है।
यह परत धातु की अम्ल के साथ आगे की प्रतिक्रिया को रोकती है।
$K_2Cr_2O_7$,$KMnO_4$,क्लोरिक एसिड और क्रोमिक एसिड जैसे अन्य ऑक्सीकरण एजेंट भी लोहे को निष्क्रिय बना देते हैं।
निष्क्रिय लोहे को यांत्रिक रूप से सतह को खरोंच कर या रासायनिक अपचयन द्वारा फिर से सक्रिय किया जा सकता है।

(B) कॉपर की सबसे महत्वपूर्ण ऑक्सीकरण अवस्था $+2$ है।
यद्यपि कॉपर $+1$ और $+2$ दोनों ऑक्सीकरण अवस्थाएँ प्रदर्शित करता है,जलीय विलयन में $+2$ अवस्था अधिक स्थिर होती है क्योंकि इसकी उच्च जलयोजन एन्थैल्पी (hydration enthalpy) दूसरी आयनन ऊर्जा की भरपाई कर देती है।
मानक इलेक्ट्रोड विभव इस प्रकार हैं:
$Cu^{+} + e^{-} \to Cu$; $E^{0} = +0.52 \ V$
$Cu^{2+} + 2e^{-} \to Cu$; $E^{0} = +0.34 \ V$

(D) कम ऑक्सीकरण संख्या वाली संक्रमण धातुओं में इलेक्ट्रॉन खोने की प्रवृत्ति अधिक होती है।
इसलिए,वे अपचायक (reducing agent) के रूप में कार्य करती हैं।
चूंकि दिए गए विकल्पों में 'अपचायक' नहीं है,इसलिए सही उत्तर $D$ है।

(B) सही उत्तर $B$ है। आयरन $(Fe)$ उच्च तापमान पर भाप के साथ अभिक्रिया करके आयरन ऑक्साइड और हाइड्रोजन गैस उत्पन्न करता है।
$3Fe(s) + 4H_2O(g) \to Fe_3O_4(s) + 4H_2(g)$

(C) पीला रंग $(CrO_4^{2-})$ आयन के निर्माण के कारण होता है।
रासायनिक अभिक्रिया इस प्रकार है:
$2Cr(OH)_3 + 4NaOH + 3Na_2O_2 \rightarrow 2Na_2CrO_4 + 8H_2O$
यहाँ,$+3$ ऑक्सीकरण अवस्था में क्रोमियम का $+6$ ऑक्सीकरण अवस्था में ऑक्सीकरण हो जाता है,जिससे सोडियम क्रोमेट बनता है,जो पीले रंग का होता है।

(B) $CrO_2Cl_2$ में: मान लीजिए $Cr$ की ऑक्सीकरण अवस्था $x$ है। $x + 2(-2) + 2(-1) = 0 \implies x - 4 - 2 = 0 \implies x = +6$। यह $Cr$ $(3d^5 4s^1)$ के लिए अधिकतम ऑक्सीकरण अवस्था है।
$MnO_4^-$ में: मान लीजिए $Mn$ की ऑक्सीकरण अवस्था $x$ है। $x + 4(-2) = -1 \implies x - 8 = -1 \implies x = +7$। यह $Mn$ $(3d^5 4s^2)$ के लिए अधिकतम ऑक्सीकरण अवस्था है।

(C) $+2$ से $+3$ ऑक्सीकरण अवस्था में परिवर्तन में धातु आयन का ऑक्सीकरण शामिल है: $M^{2+} \rightarrow M^{3+} + e^-$.
दिया गया मानक इलेक्ट्रोड विभव अपचयन (reduction) के लिए है: $M^{3+} + e^- \rightarrow M^{2+}$.
ऑक्सीकरण विभव,अपचयन विभव का ऋणात्मक होता है: $E^{0}_{M^{2+}/M^{3+}} = -E^{0}_{M^{3+}/M^{2+}}$.
$Cr$ के लिए: $E^{0}_{Cr^{2+}/Cr^{3+}} = -(-0.41 \ V) = +0.41 \ V$.
$Mn$ के लिए: $E^{0}_{Mn^{2+}/Mn^{3+}} = -(+1.57 \ V) = -1.57 \ V$.
$Fe$ के लिए: $E^{0}_{Fe^{2+}/Fe^{3+}} = -(+0.77 \ V) = -0.77 \ V$.
$Co$ के लिए: $E^{0}_{Co^{2+}/Co^{3+}} = -(+1.97 \ V) = -1.97 \ V$.
उच्च (अधिक धनात्मक) ऑक्सीकरण विभव इंगित करता है कि ऑक्सीकरण आसान है।
अतः,$Cr$ के लिए ऑक्सीकरण सबसे आसान है।

(B) दिए गए संक्रमण तत्वों के लिए मानक इलेक्ट्रोड विभव $(E^o\,M^{2+} | M)$ के मान इस प्रकार हैं:
$Mn^{2+} | Mn = -1.18 \ V$
$Cr^{2+} | Cr = -0.91 \ V$
$Fe^{2+} | Fe = -0.44 \ V$
$Co^{2+} | Co = -0.28 \ V$
इन ऋणात्मक मानों के परिमाण की तुलना करने पर,सही क्रम $Mn > Cr > Fe > Co$ प्राप्त होता है। अतः,सही विकल्प $B$ है।

(A) धातु ऑक्साइड का क्षारीय गुण उसकी ऑक्सीकरण अवस्था और धातु की प्रकृति पर निर्भर करता है।
संक्रमण धातु मोनोऑक्साइड $(MO)$ के लिए,आवर्त में परमाणु क्रमांक बढ़ने के साथ क्षारीय गुण घटता है क्योंकि धातु की विद्युत ऋणात्मकता बढ़ती है और $M-O$ बंध की आयनिक प्रकृति कम हो जाती है।
अतः,क्षारीय गुण का सही क्रम $TiO > VO > CrO > FeO$ है।

(B) $Cu^{2+}$ एक प्रबल ऑक्सीकारक है और $I^-$ एक प्रबल अपचायक है।
जब $Cu^{2+}$ की अभिक्रिया $I^-$ के साथ होती है,तो $Cu^{2+}$ आयोडाइड $(I^-)$ को आयोडीन $(I_2)$ में ऑक्सीकृत कर देता है और स्वयं $Cu^+$ में अपचयित हो जाता है।
अभिक्रिया इस प्रकार है: $2Cu^{2+} + 4I^- \rightarrow 2CuI + I_2$।
अतः,$CuI_2$ अस्थिर है और अस्तित्व में नहीं रहता है।

(C) $pH = 12$ एक क्षारीय माध्यम को दर्शाता है।
क्षारीय माध्यम में,डाइक्रोमेट आयन $(Cr_2O_7^{2-})$ क्रोमेट आयन $(CrO_4^{2-})$ में परिवर्तित हो जाता है।
अभिक्रिया: $Cr_2O_7^{2-} + 2OH^- \to 2CrO_4^{2-} + H_2O$ है।
रंग नारंगी से बदलकर पीला हो जाता है।

(D) संक्रमण धातु ऑक्साइड की अम्लीय या क्षारीय प्रकृति धातु की ऑक्सीकरण अवस्था पर निर्भर करती है।
सामान्यतः,धातु की निम्न ऑक्सीकरण अवस्थाएं क्षारीय ऑक्साइड बनाती हैं,जबकि उच्च ऑक्सीकरण अवस्थाएं अम्लीय या उभयधर्मी ऑक्साइड बनाती हैं।
$1$. $Mn_2O_7$ ($Mn$ $+7$ में): अम्लीय ऑक्साइड।
$2$. $V_2O_3$ ($V$ $+3$ में): क्षारीय ऑक्साइड।
$3$. $V_2O_5$ ($V$ $+5$ में): उभयधर्मी ऑक्साइड।
$4$. $CrO$ ($Cr$ $+2$ में): क्षारीय ऑक्साइड।
$5$. $Cr_2O_3$ ($Cr$ $+3$ में): उभयधर्मी ऑक्साइड।
अतः,$V_2O_3$ और $CrO$ क्षारीय ऑक्साइड हैं।
सही विकल्प $D$ है।

(D) धातु ऑक्साइड का क्षारीय गुण धातु की ऑक्सीकरण अवस्था बढ़ने के साथ या धातु की विद्युत ऋणात्मकता/आयनन विभव बढ़ने के साथ घटता है।
दिए गए मोनोऑक्साइड $(TiO, VO, CrO, FeO)$ के लिए,$3d$ श्रेणी में $Ti$ से $Fe$ की ओर जाने पर धात्विक गुण घटता है।
इसलिए,क्षारीय सामर्थ्य का क्रम इस प्रकार है: $TiO > VO > CrO > FeO$.

(B) मानक इलेक्ट्रोड विभव $E^o_{M^{3+}/M^{2+}}$,$M^{2+}$ और $M^{3+}$ ऑक्सीकरण अवस्थाओं के स्थायित्व पर निर्भर करता है।
$Mn \ (Z = 25)$ के लिए,इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $[Ar] \ 3d^5 \ 4s^2$ है।
$Mn^{2+}$ आयन में $d^5$ (अर्ध-पूर्ण) विन्यास होता है,जो बहुत स्थिर है।
हालाँकि,$Mn^{3+}$ आयन में $d^4$ विन्यास होता है।
चूंकि $Mn^{2+}$ अत्यधिक स्थिर है,इसलिए $Mn^{2+}$ को $Mn^{3+}$ में ऑक्सीकृत करना बहुत कठिन है,जिससे अपचयन विभव $E^o_{Mn^{3+}/Mn^{2+}}$ बहुत अधिक (धनात्मक) हो जाता है।
इसलिए,दिए गए तत्वों में $Mn$ का $E^o_{M^{3+}/M^{2+}}$ मान अधिकतम है।

(B) आयरन $(Fe)$ उच्च तापमान पर भाप $(H_2O(g))$ के साथ अभिक्रिया करके आयरन ऑक्साइड $(Fe_3O_4)$ और हाइड्रोजन गैस $(H_2)$ उत्पन्न करता है।
संतुलित रासायनिक समीकरण है:
$3Fe(s) + 4H_2O(g) \rightarrow Fe_3O_4(s) + 4H_2(g)$

(A) संक्रमण धातु ऑक्सोआयन की ऑक्सीकरण क्षमता उनके उच्चतम ऑक्सीकरण अवस्था में धातु के अपचयन विभव पर निर्भर करती है।
दी गई प्रजातियों के लिए मानक अपचयन विभव $(E^\circ)$ इस प्रकार हैं:
$VO_2^+ + 2H^+ + e^- \rightarrow VO^{2+} + H_2O$ $(E^\circ = 1.00 \ V)$
$Cr_2O_7^{2-} + 14H^+ + 6e^- \rightarrow 2Cr^{3+} + 7H_2O$ $(E^\circ = 1.33 \ V)$
$MnO_4^- + 8H^+ + 5e^- \rightarrow Mn^{2+} + 4H_2O$ $(E^\circ = 1.51 \ V)$
चूंकि ऑक्सीकरण क्षमता मानक अपचयन विभव में वृद्धि के साथ बढ़ती है,इसलिए सही क्रम $VO_2^+ < Cr_2O_7^{2-} < MnO_4^-$ है।

(D) $Fe^{+3}$ आयन में $Fe^{+2}$ आयन की तुलना में उच्च आवेश घनत्व होता है,जो $Fe^{+3}$ यौगिकों को अधिक अम्लीय और जल-अपघटन के प्रति अधिक संवेदनशील बनाता है। इसलिए,यह कथन कि फेरस $(Fe^{+2})$ यौगिक,फेरिक $(Fe^{+3})$ यौगिकों की तुलना में आसानी से जल-अपघटन करते हैं,गलत है।

(D) कम ऑक्सीकरण अवस्था वाले संक्रमण तत्व अपचायक (reducing agents) के रूप में कार्य करते हैं क्योंकि वे उच्च ऑक्सीकरण अवस्था प्राप्त करने के लिए आसानी से इलेक्ट्रॉन खो सकते हैं।

(C) संक्रमण धातुएं और उनके यौगिक उत्कृष्ट उत्प्रेरक होते हैं। उदाहरण के लिए,क्लोरीन के निर्माण के लिए डेकन प्रक्रिया में $CuCl_2$ का उपयोग किया जाता है और तेलों के हाइड्रोजनीकरण में सूक्ष्म रूप से विभाजित संक्रमण धातुओं का उपयोग किया जाता है।

(A) धातु ऑक्साइड का अम्लीय गुण धातु परमाणु की ऑक्सीकरण अवस्था के सीधे समानुपाती होता है।
जैसे-जैसे धातु की ऑक्सीकरण अवस्था बढ़ती है,अम्लीय गुण बढ़ता है।
दिए गए ऑक्साइड में $Mn$ की ऑक्सीकरण अवस्थाएँ इस प्रकार हैं:
$MnO$: $+2$
$Mn_2O_3$: $+3$
$MnO_2$: $+4$
$MnO_3$: $+6$
$Mn_2O_7$: $+7$
अतः,अम्लीय गुण का सही क्रम $MnO < Mn_2O_3 < MnO_2 < MnO_3 < Mn_2O_7$ है।

(C) -इलेक्ट्रॉनों के कारण मजबूत धात्विक बंधन के चलते संक्रमण तत्वों के गलनांक उच्च होते हैं।
वे विभिन्न ऑक्सीकरण अवस्थाएं प्रदर्शित करते हैं और अयुग्मित $d$-इलेक्ट्रॉनों की उपस्थिति के कारण उनके कई आयन अनुचुंबकीय होते हैं।
हालाँकि,सभी संक्रमण तत्व अम्ल में नहीं घुलते हैं। उदाहरण के लिए,$Au$ (सोना) और $Pt$ (प्लेटिनम) जैसी उत्कृष्ट धातुएं रासायनिक रूप से निष्क्रिय होती हैं और सामान्य खनिज अम्लों में नहीं घुलती हैं।

(C) संक्रमण धातुओं और उनके यौगिकों की उत्प्रेरकीय सक्रियता मुख्य रूप से उनकी परिवर्तनीय ऑक्सीकरण अवस्थाएं प्राप्त करने और संकुल बनाने की क्षमता के कारण होती है।
उदाहरण के लिए,संपर्क विधि (contact process) में,$V_{2}O_{5}$ एक उत्प्रेरक के रूप में कार्य करता है:
$2SO_{2} + O_{2} \xrightarrow{V_{2}O_{5}} 2SO_{3}$
यह इसलिए होता है क्योंकि वैनेडियम आसानी से ऑक्सीकरण अवस्थाओं के बीच बदल सकता है:
$SO_{2} + V_{2}O_{5} \longrightarrow SO_{3} + 2VO_{2}$
$2VO_{2} + \frac{1}{2}O_{2} \longrightarrow V_{2}O_{5}$

(A) संक्रमण धातुओं में $+2$ ऑक्सीकरण अवस्था की स्थिरता इलेक्ट्रॉनिक विन्यास और विनिमय ऊर्जा (exchange energy) से प्रभावित होती है।
$1$. $Mn^{2+}$ का विन्यास $d^5$ है,जो अर्ध-पूर्ण होने के कारण अधिकतम विनिमय ऊर्जा के साथ अत्यधिक स्थिर है।
$2$. $Fe^{2+}$ का विन्यास $d^6$ है। इसमें एक इलेक्ट्रॉन युग्मित होने के बावजूद,इसमें पर्याप्त विनिमय ऊर्जा होती है,जो इसे $Cr^{2+}$ $(d^4)$ से अधिक स्थिर बनाती है।
$3$. $Cr^{2+}$ का विन्यास $d^4$ है,जो कम विनिमय ऊर्जा के कारण $d^5$ और $d^6$ की तुलना में कम स्थिर है।
$4$. $Co^{2+}$ का विन्यास $d^7$ है,जो अंतर-इलेक्ट्रॉनिक प्रतिकर्षण के कारण इन सभी में सबसे कम स्थिर है।
अतः,स्थिरता का क्रम $Mn^{2+} > Fe^{2+} > Cr^{2+} > Co^{2+}$ है।

(A) अभिक्रिया $I$ में,सोडियम डाइक्रोमेट $(Na_2Cr_2O_7)$ का अपचयन कार्बन $(C)$ का उपयोग करके क्रोमियम$(III)$ ऑक्साइड $(Cr_2O_3)$ में किया जाता है:
$Na_2Cr_2O_7 + 2C \xrightarrow{\Delta} Na_2CO_3 + Cr_2O_3 + CO$.
अभिक्रिया $II$ में,क्रोमियम$(III)$ ऑक्साइड $(Cr_2O_3)$ का अपचयन थर्माइट प्रक्रिया में एल्युमिनियम $(Al)$ का उपयोग करके धात्विक क्रोमियम $(Cr)$ में किया जाता है:
$Cr_2O_3 + 2Al \xrightarrow{\Delta} Al_2O_3 + 2Cr$.
अतः,$X = C$ और $Y = Al$.

(C) स्टील में मैंगनीज मिलाकर मैंगनीज स्टील बनाया जाता है,जो अत्यधिक कठोर और घिसाव-प्रतिरोधी होता है।
धातु कर्म प्रक्रिया में,मैंगनीज एक डीऑक्सीडाइज़र और डीसल्फ्यूराइज़र के रूप में कार्य करता है।
यह पिघले हुए स्टील में मौजूद ऑक्सीजन और सल्फर की अशुद्धियों के साथ प्रतिक्रिया करके मैंगनीज ऑक्साइड $(MnO)$ और मैंगनीज सल्फाइड $(MnS)$ बनाता है,जिन्हें बाद में स्लैग के रूप में हटा दिया जाता है।
यह शुद्धिकरण प्रक्रिया स्टील के यांत्रिक गुणों में काफी सुधार करती है,जिससे यह रेल की पटरियों जैसे भारी कार्यों के लिए आदर्श बन जाता है।

(B) जब लोहे $(Fe)$ को सांद्र नाइट्रिक एसिड $(HNO_3)$ के साथ उपचारित किया जाता है तो वह निष्क्रिय हो जाता है।
यह निष्क्रियता धातु की सतह पर एक पतली,गैर-प्रतिक्रियाशील और सुरक्षात्मक ऑक्साइड परत के निर्माण के कारण होती है।
निर्मित ऑक्साइड आयरन($II$,$III$) ऑक्साइड है,जो $Fe_3O_4$ है।
अतः,सही उत्तर $80\% \text{ conc. } HNO_3$ और $Fe_3O_4$ है।

(B) $I^-$ आयनों में प्रबल अपचायक गुण होता है। वे $Fe^{3+}$ को $Fe^{2+}$ में और $Cu^{2+}$ को $Cu^+$ में अपचयित कर देते हैं।
परिणामस्वरूप,$Fe^{3+}$ और $I^-$ मिलकर $FeI_3$ नहीं बना सकते और $Cu^{2+}$ और $I^-$ मिलकर $CuI_2$ नहीं बना सकते।
अतः,$CuI_2$ और $FeI_3$ दोनों का अस्तित्व नहीं है।

(D) धातुओं के साथ बहु-बंध बनाने की ऑक्सीजन की क्षमता मुख्य कारक है।
$Mn_2O_7$ में,प्रत्येक $Mn$ परमाणु ऑक्सीजन के साथ बहु-बंध बनाता है,जो $+7$ ऑक्सीकरण अवस्था को स्थिर करता है।
इसके विपरीत,फ्लोरीन केवल एकल बंध बना सकता है।
फ्लोरीन के साथ $+7$ ऑक्सीकरण अवस्था प्राप्त करने के लिए,$7$ फ्लोरीन परमाणुओं को $Mn$ परमाणु को घेरना होगा,जो अत्यधिक त्रिविम बाधा (steric crowding) पैदा करता है और यौगिक को अस्थिर बनाता है।
इसलिए,ऑक्सीजन की $p\pi-d\pi$ बहु-बंध बनाने की क्षमता उसे फ्लोरीन की तुलना में उच्च ऑक्सीकरण अवस्थाओं को स्थिर करने में सक्षम बनाती है।

(A) -ब्लॉक तत्वों में,समूह में नीचे जाने पर उच्च ऑक्सीकरण अवस्था की स्थिरता बढ़ती है।
$Cr$,$3d$ श्रेणी में है,$Mo$,$4d$ श्रेणी में है,और $W$,$5d$ श्रेणी में है।
जैसे-जैसे हम समूह में नीचे जाते हैं,$+6$ ऑक्सीकरण अवस्था की स्थिरता बढ़ती है,जिसका अर्थ है कि अपचयित (reduced) होने की प्रवृत्ति कम हो जाती है।
इसलिए,समूह में नीचे जाने पर ऑक्सीकरण शक्ति घटती है: $CrO_3 > MoO_3 > WO_3$।
अतः,दिए गए विकल्पों में से $CrO_3$ सबसे अच्छा ऑक्सीकरण एजेंट है।

(A) किसी आयन के लिए तनु अम्लों से $H_2$ गैस मुक्त करने हेतु,उसे एक प्रबल अपचायक (reducing agent) के रूप में कार्य करना चाहिए ताकि उसका मानक अपचयन विभव हाइड्रोजन इलेक्ट्रोड $(E^{\circ}_{H^+/H_2} = 0.00 \ V)$ से अधिक ऋणात्मक हो।
दी गई प्रजातियों में,केवल $Cr^{2+}$ का मानक अपचयन विभव $(E^{\circ}_{Cr^{3+}/Cr^{2+}} = -0.41 \ V)$ $0.00 \ V$ से कम है,जो इसे $H^+$ को $H_2$ में अपचयित करने की अनुमति देता है।
अभिक्रिया है: $Cr^{2+} + H^+ \to Cr^{3+} + \frac{1}{2}H_2 \uparrow$.
अतः,केवल $1$ आयन $(Cr^{2+})$ $H_2$ गैस मुक्त करता है।

(A) उभयधर्मी ऑक्साइड वे होते हैं जो अम्ल और क्षार दोनों के साथ अभिक्रिया करके लवण और जल बनाते हैं।
$Fe_2O_3$ (फेरिक ऑक्साइड) एक क्षारीय ऑक्साइड है।
$Pb_3O_4$ (रेड लेड) एक मिश्रित ऑक्साइड $(2PbO \cdot PbO_2)$ है और उभयधर्मी गुण प्रदर्शित करता है।
$Mn_2O_3$ एक क्षारीय ऑक्साइड है,लेकिन सामान्य अकार्बनिक रसायन विज्ञान के प्रश्नों के संदर्भ में,$Fe_2O_3$ पूरी तरह से क्षारीय है,जबकि $Sb_2O_3$ उभयधर्मी है।
अतः,दिए गए विकल्पों में से $Fe_2O_3$ सबसे प्रसिद्ध क्षारीय ऑक्साइड है जो उभयधर्मी गुण प्रदर्शित नहीं करता है।

(B) उभयधर्मी ऑक्साइड वे होते हैं जो लवण और जल बनाने के लिए अम्ल और क्षार दोनों के साथ अभिक्रिया कर सकते हैं।
$Cr_2O_3$ (क्रोमियम$(III)$ ऑक्साइड) और $ZnO$ (जिंक ऑक्साइड) दोनों प्रसिद्ध उभयधर्मी ऑक्साइड हैं।
$CO$ और $N_2O$ उदासीन ऑक्साइड हैं।
$SiO_2$ अम्लीय ऑक्साइड है।
$CaO$ क्षारीय ऑक्साइड है।