Compounds of Transitional elements Questions in Hindi

(B) $ZnO$ (जिंक ऑक्साइड) कमरे के तापमान पर सफेद होता है। गर्म करने पर,यह ऑक्सीजन खो देता है और अंतरालीय स्थानों में अतिरिक्त $Zn^{2+}$ आयनों की उपस्थिति के कारण गैर-स्टोइकोमेट्रिक $Zn_{1+x}O$ बनाता है,जिससे इसका रंग पीला हो जाता है।

(B) कैलोमल मरकरी$(I)$ क्लोराइड का सामान्य नाम है,जिसका रासायनिक सूत्र $Hg_2Cl_2$ है।

(D) हेमेटाइट $Fe_2O_3$ है,जिसमें आयरन $+III$ ऑक्सीकरण अवस्था में होता है।
मैग्नेटाइट $Fe_3O_4$ है,जो एक मिश्रित ऑक्साइड $FeO \cdot Fe_2O_3$ है। इस खनिज में आयरन $+II$ और $+III$ दोनों ऑक्सीकरण अवस्थाओं में मौजूद होता है।
अतः,सही उत्तर $D$ है।

(C) गोल्ड क्लोराइड $(AuCl_3)$ तापीय रूप से अस्थिर होता है। जब इसे गर्म किया जाता है,तो यह धात्विक गोल्ड $(Au)$ और क्लोरीन गैस $(Cl_2)$ में विघटित हो जाता है। रासायनिक अभिक्रिया इस प्रकार है: $2AuCl_3 \rightarrow 2Au + 3Cl_2$.

(A) $K_2Cr_2O_7$ में $Cr$ की ऑक्सीकरण अवस्था ज्ञात करने के लिए:
माना $Cr$ की ऑक्सीकरण अवस्था $x$ है।
$2(+1) + 2(x) + 7(-2) = 0$
$2 + 2x - 14 = 0$
$2x = 12$
$x = +6$
अतः,$K_2Cr_2O_7$ में क्रोमियम $+6$ ऑक्सीकरण अवस्था में है।

(B) $K_2Cr_2O_7$ को गर्म करने पर $O_2$ गैस प्राप्त होती है: $4K_2Cr_2O_7 \rightarrow 4K_2CrO_4 + 2Cr_2O_3 + 3O_2$.
$(NH_4)_2Cr_2O_7$ को गर्म करने पर $N_2$ गैस प्राप्त होती है: $(NH_4)_2Cr_2O_7 \rightarrow N_2 + Cr_2O_3 + 4H_2O$.
$KClO_3$ को गर्म करने पर $O_2$ गैस प्राप्त होती है: $2KClO_3 \rightarrow 2KCl + 3O_2$.
$Zn(ClO_3)_2$ को गर्म करने पर $O_2$ गैस प्राप्त होती है: $Zn(ClO_3)_2 \rightarrow ZnCl_2 + 3O_2$.
अतः,$(NH_4)_2Cr_2O_7$ गर्म करने पर $O_2$ उत्पन्न नहीं करता है।

(B) जब $SO_2$ गैस को अम्लीय $K_2Cr_2O_7$ विलयन से गुजारा जाता है,तो यह एक अपचायक (reducing agent) के रूप में कार्य करता है और $Cr(VI)$ को $Cr(III)$ में अपचयित कर देता है।
संतुलित रासायनिक समीकरण है: $K_2Cr_2O_7 + H_2SO_4 + 3SO_2 \longrightarrow K_2SO_4 + Cr_2(SO_4)_3 + H_2O$.
$Cr_2(SO_4)_3$ के निर्माण के कारण विलयन का रंग हरा हो जाता है।

(B) . अम्लीकृत $K_2Cr_2O_7$ से $H_2S$ गुजारने पर $S$ (सल्फर) उत्पन्न होता है जो दूधिया रंग देता है। यह सत्य है।
$B$. $Na_2Cr_2O_7$,$K_2Cr_2O_7$ की तुलना में अधिक घुलनशील है,लेकिन यह आर्द्रताग्राही (hygroscopic) होता है,जिससे यह आयतनमितीय विश्लेषण में प्राथमिक मानक के रूप में अनुपयुक्त है। इसलिए,$K_2Cr_2O_7$ को प्राथमिकता दी जाती है। यह कथन असत्य है।
$C$. अम्लीय माध्यम में $K_2Cr_2O_7$ डाइक्रोमेट आयनों के रूप में मौजूद होता है,जो नारंगी रंग के होते हैं। यह सत्य है।
$D$. क्षारीय माध्यम में $(pH > 7)$,डाइक्रोमेट आयन $(Cr_2O_7^{2-})$ क्रोमेट आयनों $(CrO_4^{2-})$ में परिवर्तित हो जाते हैं,जो पीले रंग के होते हैं। यह सत्य है।

(A) $KMnO_4 \to K^{+} + MnO_4^-$.
$MnO_4^-$ में,$Mn$ $+7$ ऑक्सीकरण अवस्था में है,जिसका अर्थ है कि इसका इलेक्ट्रॉनिक विन्यास $d^0$ है ($d$-ऑर्बिटल्स में कोई इलेक्ट्रॉन नहीं है)।
$KMnO_4$ का गहरा बैंगनी रंग $d-d$ ट्रांजिशन के कारण नहीं होता है क्योंकि इसमें $d$-इलेक्ट्रॉन नहीं होते हैं।
इसके बजाय,यह $L \to M$ (लिगैंड से धातु) चार्ज ट्रांसफर के कारण उत्पन्न होता है,जहाँ ऑक्सीजन के $2p$ ऑर्बिटल से एक इलेक्ट्रॉन खाली $Mn$ $3d$ ऑर्बिटल में उत्तेजित होता है।
चूंकि यह चार्ज ट्रांसफर लेपोर्ट-अलाउड और स्पिन-अलाउड दोनों है,इसलिए यह गहरा रंग प्रदर्शित करता है।

(B) $Mn_2O_7$ परमैंगैनिक अम्ल $(HMnO_4)$ का अम्ल एनहाइड्राइड है।
अभिक्रिया इस प्रकार है: $Mn_2O_7 + H_2O \rightarrow 2HMnO_4$।
$KMnO_4$ इस अम्ल का पोटेशियम लवण है,जो इस अभिक्रिया द्वारा बनता है: $HMnO_4 + KOH \rightarrow KMnO_4 + H_2O$।
अतः,$KMnO_4$ उस अम्ल का ऑक्सो-लवण है जो $Mn_2O_7$ से व्युत्पन्न होता है।

(C) जब फेरिक सल्फेट $(Fe_2(SO_4)_3)$ को गर्म किया जाता है,तो यह तापीय अपघटन के माध्यम से फेरिक ऑक्साइड $(Fe_2O_3)$ और सल्फर ट्राइऑक्साइड $(SO_3)$ देता है।
संतुलित रासायनिक समीकरण इस प्रकार है:
$Fe_2(SO_4)_3 \xrightarrow{\Delta} Fe_2O_3 + 3SO_3$

(D) फोटोग्राफी में,गोल्ड टोनिंग एक ऐसी प्रक्रिया है जिसका उपयोग फोटोग्राफिक प्रिंट के स्वरूप और स्थिरता को बेहतर बनाने के लिए किया जाता है।
$AuCl_3$ (गोल्ड$(III)$ क्लोराइड) इस उद्देश्य के लिए आमतौर पर उपयोग किया जाने वाला अभिकर्मक है।
यह छवि में मौजूद कुछ सिल्वर को सोने से प्रतिस्थापित कर देता है,जो एक गर्म टोन प्रदान करता है और प्रिंट की आर्काइवल स्थिरता को बढ़ाता है।

(D) $200^{\circ}C$ पर $KMnO_4$ का तापीय अपघटन इस प्रकार है: $2KMnO_4 \rightarrow K_2MnO_4 + MnO_2 + O_2$. अतः,'$X$' $K_2MnO_4$ (पोटेशियम मैंगनेट) है।
$1$. $K_2MnO_4$ में,$Mn$ की ऑक्सीकरण अवस्था $+6$ है और $MnO_4^{2-}$ आयन की ज्यामिति चतुष्फलकीय है। अतः,कथन $C$ सही है।
$2$. $K_2MnO_4$ अम्लीय या उदासीन माध्यम में असमानुपातन (disproportionation) द्वारा $KMnO_4$ (बैंगनी रंग) बनाता है। $3MnO_4^{2-} + 4H^+ \rightarrow 2MnO_4^- + MnO_2 + 2H_2O$. अतः,$H_2O$ के साथ अभिक्रिया बैंगनी रंग देती है। इसलिए,कथन $B$ सही है।
$3$. $K_2MnO_4$,$Cl_2$ के साथ अभिक्रिया करके $KMnO_4$ (बैंगनी रंग) बनाता है: $2K_2MnO_4 + Cl_2 \rightarrow 2KMnO_4 + 2KCl$. अतः,कथन $A$ सही है।
चूंकि सभी कथन सही हैं,इसलिए उत्तर $D$ है।

(B) अम्लीय माध्यम में $Cr_2O_7^{2-}$ की $H_2O_2$ के साथ अभिक्रिया से क्रोमियम पेंटोक्साइड $(CrO_5)$ बनता है।
$Cr_2O_7^{2-} + 2H^{\oplus} + 4H_2O_2 \rightarrow 2CrO_5 + 5H_2O$.
$CrO_5$ अस्थिर होता है और इसका रंग गहरा नीला ('$X$') होता है।
रखे रहने पर,$CrO_5$ विघटित होकर जलीय विलयन में $Cr^{3+}$ आयन ('$Y$') बनाता है,जो हरे रंग के होते हैं।
अतः,'$X$' गहरा नीला है और '$Y$' हरा है।

(A) क्रोमाइट अयस्क $(FeCr_2O_4)$ से क्रोमियम का निष्कर्षण निम्नलिखित चरणों द्वारा होता है:
चरण $I$: क्रोमाइट अयस्क को हवा की उपस्थिति में सोडियम हाइड्रोक्साइड के साथ गर्म किया जाता है जिससे सोडियम क्रोमेट $(Na_2CrO_4)$ बनता है।
$4FeCr_2O_4 + 16NaOH + 7O_2 \rightarrow 8Na_2CrO_4 + 2Fe_2O_3 + 8H_2O$
यहाँ,$(A) = Na_2CrO_4$ है।
चरण $II$: सोडियम क्रोमेट के पीले घोल को सांद्र सल्फ्यूरिक एसिड $(H_2SO_4)$ के साथ अम्लीकृत किया जाता है ताकि यह नारंगी सोडियम डाइक्रोमेट $(Na_2Cr_2O_7)$ में परिवर्तित हो जाए।
$2Na_2CrO_4 + H_2SO_4 \rightarrow Na_2Cr_2O_7 + Na_2SO_4 + H_2O$
यहाँ,$(B) = H_2SO_4$ है।
अतः,यौगिक $(A)$ और $(B)$ क्रमशः $Na_2CrO_4$ और $H_2SO_4$ हैं।

(D) वैनेडियम जलीय विलयन में $+2, +3, +4,$ और $+5$ ऑक्सीकरण अवस्थाएँ प्रदर्शित करता है।
$VO_2^+$ में $V$ की ऑक्सीकरण अवस्था $+5$ है।
$VO^{2+}$ में $V$ की ऑक्सीकरण अवस्था $+4$ है।
$[V(H_2O)_6]^{3+}$ में $V$ की ऑक्सीकरण अवस्था $+3$ है।
$VO_2^{2+}$ में $V$ की ऑक्सीकरण अवस्था $+6$ होगी। चूंकि वैनेडियम की अधिकतम ऑक्सीकरण अवस्था $+5$ है,इसलिए $VO_2^{2+}$ प्रजाति जलीय विलयन में नहीं बनती है।

(A) डाइक्रोमेट $(Cr_2O_7^{2-})$ और क्रोमेट $(CrO_4^{2-})$ आयनों के बीच का अंतर-रूपांतरण $pH$ पर निर्भर करता है।
क्षारीय माध्यम $(OH^{-})$ में,डाइक्रोमेट आयन क्रोमेट आयन में परिवर्तित हो जाता है: $Cr_2O_7^{2-} + 2OH^{-} \rightarrow 2CrO_4^{2-} + H_2O$.
अम्लीय माध्यम $(H^{+})$ में,क्रोमेट आयन डाइक्रोमेट आयन में परिवर्तित हो जाता है: $2CrO_4^{2-} + 2H^{+} \rightarrow Cr_2O_7^{2-} + H_2O$.
इसलिए,अभिक्रिया $Cr_2O_7^{2-} \xrightarrow{X} 2CrO_4^{2-}$ के लिए,$X$ का मान $OH^{-}$ होना चाहिए।
विपरीत अभिक्रिया $2CrO_4^{2-} \xrightarrow{Y} Cr_2O_7^{2-}$ के लिए,$Y$ का मान $H^{+}$ होना चाहिए।
अतः,$X = OH^{-}$ और $Y = H^{+}$।

(B) सही उत्तर $(B)$ है।
$MnO_4^-$ आयन लिगैंड-टू-मेटल चार्ज ट्रांसफर $(LMCT)$ के कारण गहरे बैंगनी रंग का होता है।
$MnO_4^-$ में,$Mn$ की ऑक्सीकरण अवस्था $+7$ है,जो $d^0$ इलेक्ट्रॉनिक विन्यास के अनुरूप है।
चूंकि $d-d$ संक्रमण के लिए कोई $d$-इलेक्ट्रॉन उपलब्ध नहीं होते हैं,इसलिए यह तीव्र रंग ऑक्सीजन के $2p$ कक्षकों से $Mn^{7+}$ आयन के रिक्त $3d$ कक्षकों में इलेक्ट्रॉनों के स्थानांतरण के कारण उत्पन्न होता है।

(D) $1$. अम्लीय माध्यम में,$K_2Cr_2O_7$ एक प्रबल ऑक्सीकारक के रूप में कार्य करता है और $I^-$ को $I_2$ में ऑक्सीकृत करता है: $Cr_2O_7^{2-} + 14H^+ + 6I^- \rightarrow 2Cr^{3+} + 7H_2O + 3I_2$। अतः,कथन $A$ सही है।
$2$. $K_2Cr_2O_7$ एक प्राथमिक मानक है जिसका उपयोग रेडॉक्स अनुमापन में $Fe^{2+}$ आयनों के आकलन के लिए किया जाता है: $Cr_2O_7^{2-} + 14H^+ + 6Fe^{2+} \rightarrow 2Cr^{3+} + 6Fe^{3+} + 7H_2O$। अतः,कथन $B$ सही है।
$3$. अम्लीय माध्यम में $K_2Cr_2O_7$ के लिए $n$-कारक $6$ है। चूंकि $N = M \times n\text{-factor}$,इसलिए $N = M \times 6$,जिसका अर्थ है $M = N/6$। अतः,कथन $C$ सही है।
$4$. चूंकि सभी कथन सही हैं,इसलिए उत्तर $D$ है।

(A) जब अम्लीकृत पोटेशियम डाइक्रोमेट या क्रोमिक एसिड $H_2O_2$ के साथ प्रतिक्रिया करता है,तो यह क्रोमियम पेंटोक्साइड $(CrO_5)$ बनाता है जो नीले रंग का होता है।
अभिक्रिया है: $H_2CrO_4 + 2H_2O_2 \rightarrow CrO_5 + 3H_2O$.
यहाँ,$X$ $CrO_5$ है और $Y$ $H_2O$ है।

(B) $CuSO_4$ की $KI$ के साथ अभिक्रिया से $Cu_2I_2$ और $I_2$ गैस उत्पन्न होती है: $2Cu^{2+} + 4I^- \rightarrow Cu_2I_2 + I_2(g)$। अतः,$Y = I_2$।
जब $CuSO_4$ को तनु $H_2SO_4$ में घोला जाता है,तो यह जलयोजित कॉपर$(II)$ आयन बनाता है,जो नीले रंग का होता है: $CuSO_4 + 4H_2O \rightarrow [Cu(H_2O)_4]^{2+} + SO_4^{2-}$। अतः,$X = [Cu(H_2O)_4]^{2+}$।

(D) $1$. $MnO_2$ सांद्र $HCl$ के साथ अभिक्रिया करके $MnCl_2$,$Cl_2$ गैस और $H_2O$ बनाता है। यह $Mn^{4+}$ आयन नहीं बनाता है क्योंकि $Cl^-$ आयनों की उपस्थिति में $Mn^{4+}$ अस्थिर होता है। यह कथन सही है।
$2$. $MnO_2$ गर्म सांद्र $H_2SO_4$ के साथ अभिक्रिया करके $MnSO_4$,$O_2$ गैस और $H_2O$ उत्पन्न करता है। यह कथन सही है।
$3$. जब $MnO_2$ को हवा,$KNO_3, PbO_2$ या $NaBiO_3$ जैसे ऑक्सीकरण एजेंट की उपस्थिति में $KOH$ के साथ पिघलाया जाता है,तो यह हरा पोटेशियम मैंगनेट $(K_2MnO_4)$ बनाता है। यह कथन सही है।
$4$. $KMnO_4$ का अपघटन वास्तव में प्रकाश (सूर्य के प्रकाश) द्वारा उत्प्रेरित होता है। इसलिए,यह कथन कि यह 'सूर्य के प्रकाश द्वारा उत्प्रेरित नहीं होता है' गलत है।

(A) इनवार $Fe$ $(64\%)$ और $Ni$ $(36\%)$ की एक मिश्र धातु है।
इसका ऊष्मीय प्रसार गुणांक बहुत कम होता है।
इस गुण के कारण,तापमान में परिवर्तन के साथ इसकी लंबाई में महत्वपूर्ण बदलाव नहीं होता है,जिससे यह मीटर स्केल जैसे सटीक उपकरण बनाने के लिए उपयुक्त है।

(D) उभयधर्मी ऑक्साइड वे ऑक्साइड होते हैं जो अम्लीय और क्षारीय दोनों ऑक्साइड के रूप में व्यवहार करते हैं।
$MnO_2$ एक उभयधर्मी ऑक्साइड के रूप में कार्य करता है।
$Mn_3O_4$ एक मिश्रित ऑक्साइड है,जिसे $MnO \cdot Mn_2O_3$ के रूप में दर्शाया जा सकता है। यह भी उभयधर्मी गुण प्रदर्शित करता है।
$Mn_2O_7$ एक अम्लीय ऑक्साइड है।
अतः,$MnO_2$ और $Mn_3O_4$ दोनों उभयधर्मी हैं।

(C) विकल्प $C$ में दिया गया कथन गलत है क्योंकि $KMnO_4$ क्षारीय माध्यम में एक मजबूत ऑक्सीकारक के रूप में कार्य करता है,जहाँ यह $MnO_4^{2-}$ (मैंगनेट आयन) में अपचयित हो जाता है।
विकल्प $A$ सही है क्योंकि $MnO_4^{2-}$ केवल अत्यधिक क्षारीय विलयनों में स्थिर है और उदासीन या अम्लीय माध्यमों में असमानुपातन दर्शाता है।
विकल्प $B$ सही है क्योंकि $KMnO_4$ अम्लीय माध्यमों में एक शक्तिशाली ऑक्सीकारक है,जो $Mn^{2+}$ में अपचयित हो जाता है।
विकल्प $D$ सही है क्योंकि यह पाइरोलुसाइट $(MnO_2)$ से $KMnO_4$ के मानक औद्योगिक निर्माण का वर्णन करता है।

(A) रेलवे ट्रैक मैंगनीज स्टील से बने होते हैं,जो लोहे की एक मिश्र धातु है जिसमें लगभग $10-15\%$ मैंगनीज होता है।
यह विशिष्ट संरचना स्टील को अत्यधिक कठोर,मजबूत और घिसाव-प्रतिरोधी बनाती है,जो रेलवे ट्रैक द्वारा अनुभव किए जाने वाले भारी भार और निरंतर घर्षण के लिए आवश्यक है।
$Mn$ को मिलाने से स्टील की कठोरता और मजबूती बढ़ती है जबकि इसकी भंगुरता कम हो जाती है।
इसलिए,सही उत्तर यह है कि $Mn$ के उच्च प्रतिशत के कारण यह कठोर होता है।
अतः,सही विकल्प $A$ है।

(A) अम्लीय माध्यम में पोटेशियम डाइक्रोमेट $(K_2Cr_2O_7)$ की हाइड्रोजन पेरोक्साइड $(H_2O_2)$ के साथ अभिक्रिया से क्रोमियम पेंटोक्साइड $(CrO_5)$ प्राप्त होता है,जो नीले रंग का होता है।
$K_2Cr_2O_7 + 4H_2O_2 + 2H^+ \to 2CrO_5 + 5H_2O + 2K^+$
$CrO_5$ में,क्रोमियम परमाणु चार ऑक्सीजन परमाणुओं के साथ पेरोक्साइड लिंकेज $(-O-O-)$ के माध्यम से और एक द्वि-आबंधित ऑक्सीजन परमाणु के साथ जुड़ा होता है।
इसकी संरचना तितली जैसी (butterfly structure) होती है।
$CrO_5$ में $Cr$ की ऑक्सीकरण अवस्था की गणना:
माना ऑक्सीकरण अवस्था $x$ है।
$x + 4(-1) + 1(-2) = 0$
$x - 4 - 2 = 0$
$x = +6$
अतः,यौगिक $(B)$ में केंद्रीय परमाणु $Cr$ की ऑक्सीकरण अवस्था $6$ है।

(A) धातु लवणों का रंग सामान्यतः $d-d$ संक्रमण के कारण होता है,जिसके लिए $d$-कक्षकों में अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों की उपस्थिति आवश्यक है।
$TiCl_4$ में,$Ti$ की ऑक्सीकरण अवस्था $+4$ है,जो $3d^0$ विन्यास के अनुरूप है (कोई अयुग्मित इलेक्ट्रॉन नहीं)।
$Cu_2Cl_2$ में,$Cu$ की ऑक्सीकरण अवस्था $+1$ है,जो $3d^{10}$ विन्यास के अनुरूप है (कोई अयुग्मित इलेक्ट्रॉन नहीं)।
$Ce(SO_4)_2$ में,$Ce$ की ऑक्सीकरण अवस्था $+4$ है। यद्यपि $Ce^{4+}$ में $4f^0$ विन्यास होता है,फिर भी $Ce(SO_4)_2$ पीले रंग का होता है। यह रंग $d-d$ संक्रमण के बजाय आवेश स्थानांतरण (charge transfer) संक्रमण के कारण होता है।
अतः,दिए गए विकल्पों में से $Ce(SO_4)_2$ रंगीन यौगिक है।

(D) $1.$ $KMnO_4$ का तापीय अपघटन: $2 KMnO_4 \xrightarrow{\Delta } K_2MnO_4 + MnO_2 + O_2$. यहाँ $K_2MnO_4$ बनता है।
$2.$ $KMnO_4$ की सांद्र $KOH$ के साथ अभिक्रिया: $4 KMnO_4 + 4 KOH \xrightarrow{\Delta } 4 K_2MnO_4 + O_2 + 2 H_2O$. यहाँ $K_2MnO_4$ बनता है।
$3.$ $MnO_2$ का $KOH$ के साथ हवा की उपस्थिति में संलयन: $2 MnO_2 + 4 KOH + O_2 \xrightarrow{\Delta } 2 K_2MnO_4 + 2 H_2O$. यहाँ $K_2MnO_4$ बनता है।
$4.$ $KMnO_4$ की सांद्र $H_2SO_4$ के साथ अभिक्रिया: $KMnO_4 + H_2SO_4 \text{ (सांद्र)} \xrightarrow{\Delta } K_2SO_4 + Mn_2O_7 + H_2O$. इस अभिक्रिया में मैंगनीज हेप्टोक्साइड $(Mn_2O_7)$ बनता है,न कि पोटेशियम मैंगनेट $(K_2MnO_4)$।

(A) क्रोमेट $(CrO_4^{2-})$ और डाइक्रोमेट $(Cr_2O_7^{2-})$ आयनों के बीच का अंतर-रूपांतरण विलयन के $pH$ पर निर्भर करता है।
अम्लीय माध्यम में $(pH < 7)$,क्रोमेट आयन ($CrO_4^{2-}$,पीला) डाइक्रोमेट आयन ($Cr_2O_7^{2-}$,नारंगी) में परिवर्तित हो जाता है: $2CrO_4^{2-} + 2H^+ \rightarrow Cr_2O_7^{2-} + H_2O$.
क्षारीय माध्यम में $(pH > 7)$,डाइक्रोमेट आयन $(Cr_2O_7^{2-})$ वापस क्रोमेट आयन $(CrO_4^{2-})$ में परिवर्तित हो जाता है: $Cr_2O_7^{2-} + 2OH^- \rightarrow 2CrO_4^{2-} + H_2O$.
दी गई अभिक्रिया $CrO _4^{2-} \underset{ pH = y }{\stackrel{ pH = x }{\longleftrightarrow}} Cr _2 O _7^{2-}$ के लिए,$x$ अम्लीय स्थिति $(pH < 7)$ को दर्शाता है और $y$ क्षारीय स्थिति $(pH > 7)$ को दर्शाता है।
दिए गए विकल्पों की तुलना करने पर,विकल्प $A$ $(6, 8)$ अग्र अभिक्रिया के लिए अम्लीय $pH$ $(6)$ और पश्च अभिक्रिया के लिए क्षारीय $pH$ $(8)$ को सही ढंग से दर्शाता है।

(A) $Mn$ की उच्चतम ऑक्सीकरण अवस्था $+7$ है।
फ्लोराइड्स में,$Mn$ अपना उच्चतम फ्लोराइड $MnF_4$ बनाता है क्योंकि फ्लोरीन की उच्च विद्युत ऋणात्मकता और $Mn$ परमाणु का आकार समन्वय संख्या को सीमित करते हैं।
ऑक्साइड्स में,$Mn$ का उच्चतम ऑक्साइड $Mn_2O_7$ (मैंगनीज हेप्टोक्साइड) है जिसमें $Mn$ की ऑक्सीकरण अवस्था $+7$ है।
अतः,उच्चतम फ्लोराइड $MnF_4$ है और उच्चतम ऑक्साइड $Mn_2O_7$ है।

(B) मिश धातु (Misch metal) लैंथेनॉइड धातुओं $(Ln)$ की एक प्रसिद्ध मिश्रधातु है।
इसमें आमतौर पर लगभग $95\%$ लैंथेनॉइड धातु और $5\%$ लोहा $(Fe)$ होता है,साथ ही सल्फर $(S)$,कार्बन $(C)$,सिलिकॉन $(Si)$ और एल्यूमीनियम $(Al)$ के अंश होते हैं।
दिए गए विकल्पों में से,इसकी संरचना का सबसे सटीक निरूपण $Ln + Fe$ है।

(D) जलीय घोल में,$Cu^{2+}$ अपनी अधिक नकारात्मक जलयोजन एन्थैल्पी (hydration enthalpy) के कारण $Cu^{+}$ से अधिक स्थिर है,जो कॉपर की दूसरी आयनन एन्थैल्पी की भरपाई करती है।
$Cu^{2+}$ में $3d^9$ विन्यास होता है (एक अयुग्मित इलेक्ट्रॉन),जो इसे अनुचुंबकीय बनाता है,जबकि $Cu^{+}$ में $3d^{10}$ विन्यास होता है (कोई अयुग्मित इलेक्ट्रॉन नहीं),जो इसे प्रतिचुंबकीय बनाता है।
$Cu^{2+}$ यौगिक आमतौर पर $d-d$ संक्रमण के कारण नीले होते हैं,जबकि $Cu^{+}$ यौगिक भरे हुए $d$-उपकोष के कारण रंगहीन होते हैं।
$Cu^{+}$ जलीय घोल में अस्थिर होता है और $Cu$ तथा $Cu^{2+}$ में असमानुपातन (disproportionation) अभिक्रिया करता है।
इसलिए,यह कथन कि $Cu^{+}$ और $Cu^{2+}$ दोनों $F^{-}$ के साथ स्थिर हैं,गलत है।

(B) $K_2Cr_2O_7$ का उत्पादन क्रोमाइट अयस्क से किया जाता है,जिसका रासायनिक सूत्र $FeO \cdot Cr_2O_3$ (जिसे $FeCr_2O_4$ भी लिखा जाता है) है।

(D) क्रोमाइट अयस्क $(FeCr_2O_4)$ से क्रोमियम का निष्कर्षण निम्नलिखित चरणों में होता है:
$1$. वायु की उपस्थिति में सोडियम कार्बोनेट के साथ क्रोमाइट अयस्क का संलयन: $4FeCr_2O_4 + 8Na_2CO_3 + 7O_2 \to 8Na_2CrO_4 + 2Fe_2O_3 + 8CO_2$. यहाँ,$A$ का मान $Na_2CrO_4$ (सोडियम क्रोमेट) है।
$2$. सल्फ्यूरिक एसिड के साथ अम्लीकरण द्वारा सोडियम क्रोमेट का सोडियम डाइक्रोमेट में रूपांतरण: $2Na_2CrO_4 + H_2SO_4 \to Na_2Cr_2O_7 + Na_2SO_4 + H_2O$. यहाँ,$B$ का मान $Na_2Cr_2O_7$ (सोडियम डाइक्रोमेट) है।
$3$. $NaOH$ मिलाकर सोडियम डाइक्रोमेट को वापस सोडियम क्रोमेट में बदला जा सकता है: $Na_2Cr_2O_7 + 2NaOH \to 2Na_2CrO_4 + H_2O$.
अतः,$A = Na_2CrO_4$ और $B = Na_2Cr_2O_7$ दोनों सही हैं।

(D) पोटेशियम परमैंगनेट $(KMnO_4)$ का तापीय अपघटन निम्नलिखित संतुलित रासायनिक समीकरण के अनुसार होता है:
$2KMnO_4 \xrightarrow{\Delta} K_2MnO_4 + MnO_2 + O_2$
अभिक्रिया से यह स्पष्ट है कि $K_2MnO_4$,$MnO_2$ और $O_2$ बनते हैं।
अतः,इस प्रक्रिया के दौरान $MnO$ नहीं बनता है।

(C) उभयधर्मी ऑक्साइड वह पदार्थ है जो अम्ल और क्षार दोनों के साथ अभिक्रिया करके लवण और जल बनाता है।
$Cr_2O_3$ एक प्रसिद्ध उभयधर्मी ऑक्साइड है।
यह अम्लों के साथ अभिक्रिया करके $Cr^{3+}$ लवण बनाता है और क्षारों के साथ अभिक्रिया करके क्रोमाइट्स बनाता है,जैसे कि $NaCrO_2$।

(B) पोटेशियम डाइक्रोमेट का तापीय अपघटन अभिक्रिया द्वारा दिया जाता है:
$4K_2Cr_2O_7 \xrightarrow{\Delta} 4K_2CrO_4 + 2Cr_2O_3 + 3O_2$
इस अभिक्रिया में,$K_2CrO_4$ पीला,$Cr_2O_3$ हरा और $O_2$ एक गैस है।
चूंकि $B$ हरे रंग का यौगिक है,इसलिए यह $Cr_2O_3$ है।

(B) संक्रमण धातुओं की उच्च ऑक्सीकरण अवस्थाओं की स्थिरता लिगैंड की प्रकृति द्वारा निर्धारित होती है।
ऑक्सीजन,एक छोटा और अत्यधिक विद्युत ऋणात्मक परमाणु होने के कारण,संक्रमण धातु के साथ बहु-आबंध (विशेष रूप से $p\pi-d\pi$ बैक-बॉन्डिंग) बनाने की क्षमता रखता है।
यह बहु-आबंध धातु को उसकी उच्चतम ऑक्सीकरण अवस्था में स्थिर करता है,जैसे $Mn_2O_7$ में $Mn$ ($+7$ ऑक्सीकरण अवस्था)।
इसके विपरीत,फ्लोरीन धातु के साथ केवल एकल आबंध बना सकता है,जो $Mn$ की $+7$ ऑक्सीकरण अवस्था को स्थिर करने के लिए अपर्याप्त है,जिससे यह $MnF_4$ तक सीमित रहता है।

(B) सिंदूर एक चमकीला लाल रंगद्रव्य है,जो रासायनिक रूप से मरकरी$(II)$ सल्फाइड,$HgS$ है।
इसका उपयोग ऐतिहासिक रूप से कॉस्मेटिक्स में,और साथ ही पारंपरिक आयुर्वेदिक और यूनानी दवाओं में किया जाता रहा है।

(A) $KMnO_4$ के निर्माण के लिए प्रारंभिक पदार्थ पायरोलुसाइट है।
पायरोलुसाइट एक खनिज है जिसमें मुख्य रूप से मैंगनीज डाइऑक्साइड $(MnO_2)$ होता है और यह मैंगनीज के अयस्क के रूप में महत्वपूर्ण है।
अतः,विकल्प $A$ सही है।

(C) सोडियम क्रोमेट $(Na_2CrO_4)$ का जलीय विलयन क्रोमेट आयनों $(CrO_4^{2-})$ की उपस्थिति के कारण पीले रंग का होता है।
जब इस विलयन से $CO_2$ गैस प्रवाहित की जाती है,तो यह पानी के साथ अभिक्रिया करके कार्बोनिक एसिड $(H_2CO_3)$ बनाता है,जो $H^+$ आयन प्रदान करता है।
अभिक्रिया: $2Na_2CrO_4 + 2CO_2 + H_2O \rightarrow Na_2Cr_2O_7 + 2NaHCO_3$।
सोडियम डाइक्रोमेट $(Na_2Cr_2O_7)$ के निर्माण के कारण डाइक्रोमेट आयनों $(Cr_2O_7^{2-})$ की उपस्थिति से विलयन का रंग नारंगी-लाल हो जाता है।

(B) $7B$ $(OsO_4)$ में,$Os$ की ऑक्सीकरण अवस्था की गणना इस प्रकार की जाती है: $x + 4(-2) = 0$,इसलिए $x = +8$ है।
$7C$ में,ऑस्मियम परमाणु दो ऑक्सीजन परमाणुओं से एकल बंध (चक्रीय एस्टर लिंकेज से) और दो ऑक्सीजन परमाणुओं से द्वि-बंध द्वारा जुड़ा हुआ है। ऑक्सीकरण अवस्था की गणना इस प्रकार की जाती है: $x + 2(-1) + 2(-2) = 0$,जिससे $x - 2 - 4 = 0$ प्राप्त होता है,इसलिए $x = +6$ है।

(A) $MnO_2$ की $KOH$ और $KNO_3$ के साथ अभिक्रिया है: $MnO_2 + 2KOH + KNO_3 \to K_2MnO_4 + KNO_2 + H_2O$.
उत्पाद $K_2MnO_4$ (पोटेशियम मैंगनेट) गहरे हरे रंग का होता है।
अम्लीय माध्यम में,मैंगनेट आयन $(MnO_4^{2-})$ असमानुपातन (disproportionation) से गुजरता है: $3MnO_4^{2-} + 4H^+ \to 2MnO_4^- + MnO_2 + 2H_2O$.
$MnO_4^-$ (परमैंगनेट) आयन गहरे बैंगनी रंग का होता है।
अतः,$X$ का मान $Mn$ है।

(B) जलीय विलयन में स्पीशीज की स्थिरता उनके असमानुपातन (disproportionation) या ऑक्सीकरण-अपचयन अभिक्रियाओं से गुजरने की प्रवृत्ति पर निर्भर करती है।
$Cr^{2+}$ एक प्रबल अपचायक है और हवा या पानी की उपस्थिति में आसानी से $Cr^{3+}$ में ऑक्सीकृत हो जाता है।
$Cu^{+}$ जलीय विलयन में असमानुपातन अभिक्रिया दर्शाता है: $2Cu^{+} \to Cu^{2+} + Cu$।
$MnO_4^{3-}$ अत्यधिक अस्थिर है और तेजी से असमानुपातित हो जाता है।
$MnO_4^{2-}$ (मैंगनेट आयन) प्रबल क्षारीय विलयनों में स्थिर होता है,जबकि यह उदासीन या अम्लीय माध्यम में असमानुपातित हो जाता है। दिए गए विकल्पों में से,$MnO_4^{2-}$ विशिष्ट जलीय परिस्थितियों (क्षारीय माध्यम) में सबसे स्थिर स्पीशीज है।

(C) रूबी एल्यूमिना,एल्यूमीनियम ऑक्साइड $(Al_2O_3)$ का एक क्रिस्टल है,जिसमें कुछ एल्यूमीनियम आयनों के स्थान पर क्रोमियम $(III)$ आयनों की अल्प मात्रा होती है।
रूबी में,प्रत्येक $Al^{3+}$ और $Cr^{3+}$ आयन अष्टफलकीय व्यवस्था में छह ऑक्साइड आयनों से घिरा होता है।
पन्ना (emerald) के रंग की उत्पत्ति रूबी के रंग के समान ही है।
हालाँकि,पन्ना क्रिस्टल का अधिकांश भाग बेरिल,बेरिलियम एल्यूमीनियम सिलिकेट $(Be_3Al_2(SiO_3)_6)$ से बना होता है।
इसका रंग क्रोमियम $(III)$ आयनों द्वारा उत्पन्न होता है,जो क्रिस्टल में कुछ एल्यूमीनियम आयनों को प्रतिस्थापित करते हैं।
पन्ना में,$Cr^{3+}$ छह सिलिकेट आयनों से घिरा होता है।
इसलिए,रूबी और पन्ना दोनों अपने रंग के लिए $Cr^{3+}$ आयनों पर निर्भर करते हैं।

(A, B) $Na_2Cr_2O_7$ प्रस्वेदी (deliquescent) है और इसका उपयोग आयतनीकरण में प्राथमिक मानक के रूप में नहीं किया जाता है,जबकि $K_2Cr_2O_7$ का उपयोग प्राथमिक मानक के रूप में किया जाता है।
$Na^+$ आयनों की उच्च जलयोजन ऊर्जा के कारण $Na_2Cr_2O_7$,$K_2Cr_2O_7$ की तुलना में अधिक घुलनशील है।
$CrO_4^{2-}$ की संरचना चतुष्फलकीय होती है।
$Cr_2O_7^{2-}$ में $Cr-O-Cr$ सेतु बंध होता है।

(C) जब पोटेशियम डाइक्रोमेट $(K_2Cr_2O_7)$ को सांद्र सल्फ्यूरिक एसिड $(H_2SO_4)$ और एक घुलनशील क्लोराइड (जैसे $NaCl$) के साथ गर्म किया जाता है,तो यह क्रोमिल क्लोराइड $(CrO_2Cl_2)$ की लाल-भूरी वाष्प उत्पन्न करता है।
इसे क्रोमिल क्लोराइड परीक्षण के रूप में जाना जाता है।
अभिक्रिया इस प्रकार है: $K_2Cr_2O_7 + 4NaCl + 6H_2SO_4 \rightarrow 2KHSO_4 + 4NaHSO_4 + 2CrO_2Cl_2 + 3H_2O$.

(A) $Cu_2O$ (क्यूप्रस ऑक्साइड) लाल रंग का होता है,रंगहीन नहीं। इसलिए,'$Cu_2O$ रंगहीन है' कथन गलत है।

(B) दी गई अभिक्रियाएँ मैंगनीज यौगिकों के रसायन विज्ञान को दर्शाती हैं:
$1$. $2 MnO_2 + 4 KOH + O_2 \rightarrow 2 K_2MnO_4 (Green) + 2 H_2O$. अतः,$A = MnO_2$ और $B = K_2MnO_4$.
$2$. $3 K_2MnO_4 + 4 HCl \rightarrow 2 KMnO_4 (Purple) + MnO_2 + 2 H_2O$. अतः,$C = KMnO_4$.
$3$. $2 KMnO_4 + H_2O + KI \rightarrow 2 MnO_2 + 2 KOH + KIO_3$. अतः,$D = KIO_3$.
इस प्रकार,$A = MnO_2$ और $D = KIO_3$ है।