Reduction to free Metal Questions in Gujarati

(D) $Fe$ ના નિષ્કર્ષણ દરમિયાન,અશુદ્ધિ તરીકે સિલિકા $(SiO_2)$ હાજર હોય છે.
આ એસિડિક અશુદ્ધિને દૂર કરવા માટે,બેઝિક ફ્લક્સ તરીકે કેલ્શિયમ ઓક્સાઇડ $(CaO)$ ઉમેરવામાં આવે છે.
આ બંને પ્રક્રિયા કરીને કેલ્શિયમ સિલિકેટ $(CaSiO_3)$ બનાવે છે,જે સ્લેગ છે.
પ્રક્રિયા: $CaO(s) + SiO_2(s) \rightarrow CaSiO_3(l)$.

(B) બેસેમર કન્વર્ટરમાં,કોપર સલ્ફાઈડ $(Cu_2S)$ નું આંશિક ઓક્સિડેશન થઈને ક્યુપ્રસ ઓક્સાઈડ $(Cu_2O)$ બને છે.
આ ક્યુપ્રસ ઓક્સાઈડ ત્યારબાદ બાકી રહેલા કોપર સલ્ફાઈડ સાથે પ્રક્રિયા કરીને ધાત્વિક કોપર અને સલ્ફર ડાયોક્સાઈડ વાયુ ઉત્પન્ન કરે છે.
રાસાયણિક પ્રક્રિયા આ મુજબ છે: $Cu_2S + 2Cu_2O \to 6Cu + SO_2$.

(D) ફ્લક્સનો ઉપયોગ સિલિકા અને અનિચ્છનીય ધાતુ ઓક્સાઇડને દૂર કરવા માટે થાય છે. તે આ અશુદ્ધિઓ સાથે પ્રતિક્રિયા કરીને સ્લેગ $(slag)$ નામનો પીગળી શકાય તેવો પદાર્થ બનાવે છે.

(A) . $CN^{-}$ દ્રાવણનો ઉપયોગ સાયનાઇડ પ્રક્રિયા દ્વારા $Ag$ (ચાંદી) ધાતુના નિષ્કર્ષણમાં થાય છે.
રાસાયણિક પ્રક્રિયા: $4Ag + 8CN^{-} + 2H_2O + O_2 \rightarrow 4[Ag(CN)_2]^{-} + 4OH^{-}$.

(A) સ્મેલ્ટિંગ એ રિડક્શનકર્તાની હાજરીમાં તેના ગલનબિંદુથી ઉપર ગરમ કરીને તેના અયસ્કમાંથી ધાતુ મેળવવાની પ્રક્રિયા છે.
મોટાભાગની ઔદ્યોગિક સ્મેલ્ટિંગ પ્રક્રિયાઓમાં,કોક સ્વરૂપે રહેલા કાર્બનનો ઉપયોગ ધાતુના ઓક્સાઇડને તેના મૂળ સ્વરૂપમાં રિડ્યુસ કરવા માટે પ્રાથમિક રિડક્શનકર્તા તરીકે થાય છે.
જોકે કાર્બન મોનોક્સાઇડ $(CO)$ ઘણીવાર વાસ્તવિક પદાર્થ છે જે ધાતુના ઓક્સાઇડનું રિડક્શન કરે છે,તે ભઠ્ઠીની અંદર કાર્બન સ્ત્રોત $(C)$ માંથી ઉત્પન્ન થાય છે.
તેથી,સ્મેલ્ટિંગ પ્રક્રિયામાં રિડક્શનકર્તા તરીકે $C$ (કાર્બન) એ સાચો વિકલ્પ છે.

(C) બ્લાસ્ટ ફર્નેસનું અંદરનું પડ ફાયર-ક્લે (અગ્નિરોધક માટી) ની ઇંટોનું બનેલું હોય છે,કારણ કે તે ઓગળ્યા વિના અથવા પ્રતિક્રિયા આપ્યા વિના ખૂબ ઊંચા તાપમાનને સહન કરી શકે છે.

(C) લોખંડના નિષ્કર્ષણમાં,ચૂનાનો પથ્થર $(CaCO_3)$ ફ્લક્સ તરીકે વપરાય છે.
તે વિઘટન પામીને $CaO$ આપે છે,જે સિલિકા $(SiO_2)$ અશુદ્ધિ સાથે પ્રક્રિયા કરીને સ્લેગ $(CaSiO_3)$ બનાવે છે.
$CaCO_3 \xrightarrow{\Delta} CaO + CO_2$
$CaO + SiO_2 \rightarrow CaSiO_3$ (સ્લેગ)

(A) $Cu_2S$ અને $Cu_2O$ વચ્ચેની પ્રક્રિયાને સ્વયં-રિડક્શન (auto-reduction) તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
સંતુલિત રાસાયણિક સમીકરણ: $2Cu_2O + Cu_2S \to 6Cu + SO_2$.
આ પ્રક્રિયા ધાતુનું તાંબુ મેળવવા માટે રિવરબરેટરી ભઠ્ઠીમાં કરવામાં આવે છે.

(C) ઇલેક્ટ્રોમેટલર્જિકલ પ્રક્રિયા (વિદ્યુતવિભાજન) નો ઉપયોગ $Na$,$Mg$,$Ca$ અને $Al$ જેવી અત્યંત સક્રિય ધાતુઓના નિષ્કર્ષણ માટે થાય છે.
આ ધાતુઓ ખૂબ જ સક્રિય હોવાથી તેમને $C$ અથવા $CO$ જેવા સામાન્ય રિડક્શનકર્તા દ્વારા રિડક્શન કરી શકાતી નથી.
તેથી,તેમને તેમના પીગળેલા ક્ષારોના વિદ્યુતવિભાજન દ્વારા મેળવવામાં આવે છે.

(A) સાચો જવાબ $(A)$ છે.
ઓક્સાઈડ અયસ્કમાંથી ધાતુઓ મેળવવા માટે કાર્બન રિડક્શન એ સૌથી સામાન્ય અને વ્યાપક પદ્ધતિ છે.
ઉદાહરણ તરીકે,હેમેટાઈટ $(Fe_2O_3)$ માંથી આયર્ન મેળવવા માટે કાર્બનનો રિડક્શનકર્તા તરીકે ઉપયોગ થાય છે:
$Fe_2O_3 + 3C \to 2Fe + 3CO$.

(B) સ્મેલ્ટિંગની પ્રક્રિયામાં,અયસ્કમાં રહેલી અદ્રાવ્ય ગેંગ (અશુદ્ધિઓ) સાથે પ્રક્રિયા કરીને તેને પીગળી શકાય તેવા પદાર્થમાં ફેરવવા માટે ફ્લક્સ ઉમેરવામાં આવે છે,જેને સ્લેગ કહેવામાં આવે છે. આ પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે: $Flux + Gangue \to Slag$.

(B) એલ્યુમિનો-થર્મિક પ્રક્રિયા (થર્મિટ પ્રક્રિયા) નો ઉપયોગ $Cr$,$Mn$,અને $Fe$ જેવી ધાતુઓને તેમના ઓક્સાઈડમાંથી મેળવવા માટે થાય છે.
આ ધાતુઓની ઓક્સિજન પ્રત્યેની આકર્ષણ શક્તિ વધુ હોય છે,જેના કારણે તેમના ઓક્સાઈડ ખૂબ જ સ્થાયી હોય છે અને કાર્બન કે હાઈડ્રોજન જેવા સામાન્ય રિડક્શનકર્તા દ્વારા તેનું રિડક્શન કરવું મુશ્કેલ હોય છે.
એલ્યુમિનિયમ એક પ્રબળ રિડક્શનકર્તા તરીકે કાર્ય કરે છે કારણ કે $Al_2O_3$ નું નિર્માણ અત્યંત ઉષ્માક્ષેપક છે,જે રિડક્શન પ્રક્રિયા માટે જરૂરી ઉર્જા પૂરી પાડે છે.
ઉદાહરણ: $Cr_2O_3 + 2Al \to Al_2O_3 + 2Cr$ $(\Delta H = -ve)$.

(B) બ્લાસ્ટ ફર્નેસમાં,આયર્ન ઓક્સાઈડ $(Fe_2O_3)$ નું રિડક્શન મુખ્યત્વે કાર્બન મોનોક્સાઈડ $(CO)$ દ્વારા થાય છે.
રાસાયણિક પ્રક્રિયા આ મુજબ છે: $Fe_2O_3 + 3CO \to 2Fe + 3CO_2$.

(C) $CaO$ એ ઉષ્માસહ (refractory) પદાર્થ છે જેનું ગલનબિંદુ ખૂબ ઊંચું હોય છે અને તે સ્વભાવે બેઝિક છે,જે નિષ્કર્ષણ પ્રક્રિયા દરમિયાન એસિડિક અશુદ્ધિઓને દૂર કરવામાં મદદ કરે છે.

(C) રિડક્શનની વિદ્યુતવિભાજન પદ્ધતિનો ઉપયોગ અત્યંત સક્રિય ધાતુઓના નિષ્કર્ષણ માટે થાય છે,જે ખૂબ જ વિદ્યુતધન હોય છે. આ ધાતુઓ ઓક્સિજન પ્રત્યે વધુ આકર્ષણ ધરાવે છે અને કાર્બન કે હાઇડ્રોજન જેવા સામાન્ય રિડક્શનકર્તા દ્વારા તેનું રિડક્શન કરી શકાતું નથી. ઉદાહરણ તરીકે $Na$,$Mg$,$Ca$,અને $Al$.

(B) કાર્બન રિડક્શન પ્રક્રિયાનો ઉપયોગ એવી ધાતુઓ માટે થાય છે જે ઊંચા તાપમાને કાર્બન કરતા ઓક્સિજન પ્રત્યે ઓછી આકર્ષણ ધરાવે છે.
$Al$ એ ખૂબ જ વધુ વિદ્યુત-ધન (electropositive) ધાતુ છે અને ઓક્સિજન પ્રત્યે ખૂબ જ વધુ આકર્ષણ ધરાવે છે.
તેથી,તેનું રિડક્શન કાર્બન દ્વારા થઈ શકતું નથી.
તેના બદલે,$Al$ નું નિષ્કર્ષણ તેની પીગળેલી અયસ્ક (ore) ના વિદ્યુતવિભાજન દ્વારા કરવામાં આવે છે.

(D) કાર્બન રિડક્શન પ્રક્રિયા (સ્મેલ્ટિંગ) નો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે હેમેટાઈટ $(Fe_2O_3)$ જેવી આયર્નની ઓક્સાઈડ અયસ્કમાંથી આયર્ન મેળવવા માટે થાય છે.
રાસાયણિક પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$Fe_2O_3 + 3C \to 2Fe + 3CO$
તેથી,સાચો વિકલ્પ $(d)$ છે.

(C) ધાતુના ઓક્સાઇડનું કાર્બન દ્વારા રિડક્શન ફક્ત એવી ધાતુઓ માટે શક્ય છે જેની ઓક્સિજન પ્રત્યેની આકર્ષણ શક્તિ કાર્બન કરતા ઓછી હોય.
$Ca$ અને $K$ જેવી અત્યંત સક્રિય ધાતુઓ ઓક્સિજન પ્રત્યે ખૂબ જ આકર્ષણ ધરાવે છે,અને તેમના ઓક્સાઇડ ($CaO$ અને $K_2O$) થર્મોડાયનેમિકલી ખૂબ જ સ્થાયી હોય છે.
તેથી,આ ઓક્સાઇડનું કાર્બન દ્વારા રિડક્શન કરીને તેમની સંબંધિત ધાતુઓ મેળવી શકાતી નથી.

(B) $Aluminium$ અને $Magnesium$ જેવી ધાતુઓ ખૂબ જ સક્રિય હોય છે અને તેનું નિષ્કર્ષણ વિદ્યુતવિભાજન દ્વારા કરવામાં આવે છે. $Copper$ સામાન્ય રીતે સ્વ-રિડક્શન દ્વારા મેળવવામાં આવે છે. $Iron$ નું નિષ્કર્ષણ તેના ઓક્સાઈડ અયસ્ક (જેમ કે $Fe_2O_3$) માંથી બ્લાસ્ટ ફર્નેસમાં કાર્બન (કોક) નો ઉપયોગ કરીને ઉષ્મીય રિડક્શન દ્વારા કરવામાં આવે છે. તેથી,$Iron$ સાચો જવાબ છે.

(A) . બોક્સાઈટનું એલ્યુમિનિયમમાં રૂપાંતર કરવા માટે રાસાયણિક રિડક્શન યોગ્ય નથી કારણ કે $Al$ એ ખૂબ જ પ્રબળ રિડક્શનકર્તા છે.
તેની ઓક્સિજન પ્રત્યેની આકર્ષણ શક્તિ કાર્બન કરતા ઘણી વધારે હોય છે,જેના કારણે કાર્બનનો ઉપયોગ કરીને $Al_2O_3$ નું રિડક્શન કરવું અશક્ય છે.

(C) એલ્યુમિનો-થર્મિટ પ્રક્રિયામાં,એલ્યુમિનિયમ $(Al)$ નો ઉપયોગ ધાતુના ઓક્સાઇડ (જેમ કે $Fe_2O_3$) ને તેમની સંબંધિત ધાતુઓમાં રિડક્શન કરવા માટે થાય છે.
કારણ કે એલ્યુમિનિયમનું ઓક્સિડેશન થાય છે $(Al \rightarrow Al^{3+} + 3e^-)$ અને તે ધાતુના ઓક્સાઇડનું રિડક્શન કરે છે,તેથી તે રિડક્શનકર્તા તરીકે કાર્ય કરે છે.

(B) એલ્યુમિનિયમ $(Al)$ નું નિષ્કર્ષણ વિદ્યુતવિભાજનીય રિડક્શન પદ્ધતિ (હોલ-હેરોલ્ટ પ્રક્રિયા) દ્વારા કરવામાં આવે છે.
આ પ્રક્રિયામાં,એલ્યુમિના $(Al_2O_3)$ ને પીગળેલા ક્રાયોલાઇટ $(Na_3AlF_6)$ અને ફ્લોરસ્પાર $(CaF_2)$ માં ઓગાળવામાં આવે છે,જે મિશ્રણનું ગલનબિંદુ ઘટાડે છે અને વિદ્યુત વાહકતા વધારે છે.
વિદ્યુતવિભાજન કાર્બનનું અસ્તર ધરાવતી સ્ટીલની ટાંકીમાં કરવામાં આવે છે (જે કેથોડ તરીકે કાર્ય કરે છે),અને ગ્રેફાઇટના સળિયા એનોડ તરીકે વપરાય છે.
વિદ્યુતવિભાજન દરમિયાન,એલ્યુમિનિયમ કેથોડ પર જમા થાય છે,જ્યારે ઓક્સિજન વાયુ એનોડ પર મુક્ત થાય છે.

(D) એલ્યુમિનિયમ મોટા જથ્થામાં $Hall-Heroult$ પ્રક્રિયા દ્વારા તૈયાર કરવામાં આવે છે,જેમાં પીગળેલા $Na_3AlF_6$ (ક્રાયોલાઇટ) અને $CaF_2$ (ફ્લોરસ્પાર) માં ઓગળેલા $Al_2O_3$ નું વિદ્યુતવિભાજન કરવામાં આવે છે.

(A) એલ્યુમિનિયમની ધાતુશાસ્ત્રમાં,શુદ્ધ $Al_2O_3$ (એલ્યુમિના) નો ઉપયોગ વિદ્યુતવિભાજ્ય સ્ત્રોત તરીકે થાય છે.
તેને $Na_3AlF_6$ (ક્રાયોલાઇટ) અથવા $CaF_2$ (ફ્લોરસ્પાર) સાથે મિશ્ર કરવામાં આવે છે,જે મિશ્રણનું ગલનબિંદુ ઘટાડે છે અને તેની વિદ્યુત વાહકતા વધારે છે.
આ વિદ્યુતવિભાજન પ્રક્રિયાને $Hall-Heroult$ પ્રક્રિયા તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
સમગ્ર પ્રક્રિયા છે: $2 Al_2O_3 + 3 C \rightarrow 4 Al + 3 CO_2$.

(C) બોક્સાઈટમાંથી એલ્યુમિનિયમનું નિષ્કર્ષણ $Hall-Heroult$ પ્રક્રિયા દ્વારા કરવામાં આવે છે.
આ પ્રક્રિયામાં,શુદ્ધ એલ્યુમિના $(Al_2O_3)$ ને પીગળેલા ક્રાયોલાઈટ $(Na_3AlF_6)$ અને ફ્લોરસ્પાર $(CaF_2)$ માં ઓગાળવામાં આવે છે,જે મિશ્રણનું ગલનબિંદુ ઘટાડે છે અને વાહકતા વધારે છે.
ત્યારબાદ પીગળેલા મિશ્રણના $Electrolytic \text{ } reduction$ (વિદ્યુતવિભાજનીય રિડક્શન) દ્વારા એલ્યુમિનિયમ મેળવવામાં આવે છે.

(A) થર્મિટ પ્રક્રિયામાં વધુ સક્રિય ધાતુ,જેમ કે એલ્યુમિનિયમ $(Al)$,નો ઉપયોગ કરીને ધાતુના ઓક્સાઇડનું રિડક્શન કરવામાં આવે છે. આ પ્રક્રિયા ખાસ કરીને એવી ધાતુઓ માટે વપરાય છે જેના ઓક્સાઇડ ખૂબ સ્થાયી હોય છે અને કાર્બન $(C)$ દ્વારા સરળતાથી રિડક્શન પામતા નથી.

(B) લોખંડની કાચી ધાતુ $Fe_2O_3$ (હેમેટાઈટ) માંથી મોટા પાયે લોખંડનું નિષ્કર્ષણ બ્લાસ્ટ ફર્નેસમાં કરવામાં આવે છે.
બ્લાસ્ટ ફર્નેસમાં,$CO$ મુખ્ય રિડક્શન કર્તા તરીકે કાર્ય કરે છે.
રાસાયણિક પ્રક્રિયા: $Fe_2O_3 + 3CO \to 2Fe + 3CO_2$.

(C) સાચો જવાબ $C$ છે.
કોપર ગ્લાન્સ $(Cu_2S)$ માંથી કોપરના નિષ્કર્ષણ દરમિયાન,અયસ્કનું આંશિક ભૂંજન કરીને કોપર$(I)$ ઓક્સાઇડ $(Cu_2O)$ બનાવવામાં આવે છે.
$2Cu_2S + 3O_2 \to 2Cu_2O + 2SO_2$
ત્યારબાદ,બાકી રહેલ $Cu_2S$ ઉત્પન્ન થયેલ $Cu_2O$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને ધાત્વિક કોપર આપે છે. આ પ્રક્રિયાને સ્વ-રિડક્શન (self-reduction) કહેવામાં આવે છે.
$2Cu_2O + Cu_2S \to 6Cu + SO_2$

(A) ઝીંક ઓક્સાઇડ $(ZnO)$ માંથી ઝીંકના નિષ્કર્ષણમાં કાર્બન મોનોક્સાઇડ $(CO)$ અથવા કોક $(C)$ નો રિડક્શન કર્તા તરીકે ઉપયોગ થાય છે.
રાસાયણિક પ્રક્રિયા: $ZnO + CO \to Zn + CO_2$.

(A) હૉલ-હેરોલ્ટ પ્રક્રિયામાં,એલ્યુમિના $(Al_2O_3)$ ને પીગળેલા ક્રાયોલાઇટ $(Na_3AlF_6)$ અને ફ્લોરસ્પાર $(CaF_2)$ ના મિશ્રણમાં ઓગાળવામાં આવે છે.
ક્રાયોલાઇટ મિશ્રણનું ગલનબિંદુ ઘટાડે છે અને તેની વિદ્યુત વાહકતા વધારે છે.
ફ્લોરસ્પાર $(CaF_2)$ ફ્લક્સ તરીકે કામ કરે છે જેથી પીગળેલું મિશ્રણ વધુ વાહક અને પ્રવાહી બને છે.

(B) ઇલેક્ટ્રોમેટલર્જી એ તેમના પીગળેલા ક્ષારોના વિદ્યુતવિભાજન દ્વારા ધાતુઓ મેળવવાની પ્રક્રિયા છે.
તેનો ઉપયોગ $Na$,$Mg$,$Ca$ અને $Al$ જેવી અત્યંત સક્રિય ધાતુઓના નિષ્કર્ષણ માટે થાય છે કારણ કે આ ધાતુઓને કાર્બન અથવા હાઇડ્રોજન જેવા સામાન્ય રિડક્શનકર્તા દ્વારા રિડક્શન કરી શકાતી નથી.

(C) $Na$,$Mg$,અને $Ca$ જેવી અત્યંત સક્રિય ધાતુઓ તેમના પીગળેલા ક્ષારના વિદ્યુતવિભાજન દ્વારા મેળવવામાં આવે છે કારણ કે તેમને કાર્બન જેવા સામાન્ય રિડક્શનકર્તા દ્વારા રિડક્શન કરી શકાતી નથી.
તેથી,$Sodium$ $(Na)$ ને પીગળેલા $NaCl$ ના વિદ્યુતવિભાજન દ્વારા મેળવવામાં આવે છે.

(D) એલ્યુમિનો-થર્મિક પ્રક્રિયા (અથવા ગોલ્ડસ્મિડ પ્રક્રિયા) માં એલ્યુમિનિયમ પાવડરનો રિડક્શન કર્તા તરીકે ઉપયોગ કરીને ધાતુના ઓક્સાઈડ (જેમ કે $Fe_2O_3$ અથવા $Cr_2O_3$) નું રિડક્શન કરવામાં આવે છે.
આ પ્રક્રિયા મુખ્યત્વે $Fe$,$Cr$ અને $Mn$ જેવી ધાતુઓના નિષ્કર્ષણ માટે વપરાય છે,જેનું કાર્બન દ્વારા સરળતાથી રિડક્શન થઈ શકતું નથી.
આપેલા વિકલ્પો $A$,$B$ કે $C$ માં આ ધાતુઓનો ઉલ્લેખ નથી,તેથી સાચો જવાબ $D$ છે.

(A) $Cr_2O_3$ જેવા ધાતુના ઓક્સાઇડનું રિડક્શન એલ્યુમિનિયમ પાવડરનો ઉપયોગ કરીને કરવામાં આવે છે,જેને એલ્યુમિનો-થર્મિક પ્રક્રિયા અથવા ગોલ્ડસ્મિડ પ્રક્રિયા તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
રાસાયણિક પ્રક્રિયા છે: $Cr_2O_3 + 2Al \to Al_2O_3 + 2Cr$.

(A) સાચો જવાબ $A$ છે.
થર્મિટ પ્રક્રિયામાં,ધાતુના અયસ્કનું રિડક્શન કરવા માટે એલ્યુમિનિયમ પાવડર અને ધાતુના ઓક્સાઇડ (જેમ કે ફેરિક ઓક્સાઇડ) ના મિશ્રણનો ઉપયોગ થાય છે.
આ પ્રક્રિયા અત્યંત ઉષ્માક્ષેપક છે: $Fe_2O_3 + 2Al \rightarrow 2Fe + Al_2O_3 + \text{Heat}$.

(B) હવાની ગેરહાજરીમાં અયસ્કને કાર્બન સાથે ગરમ કરવાની પ્રક્રિયાને કાર્બન રિડક્શન કહેવામાં આવે છે.
આ પ્રક્રિયાનો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે બ્લાસ્ટ ફર્નેસમાં લોખંડ જેવી ધાતુઓના નિષ્કર્ષણ માટે થાય છે.
રાસાયણિક પ્રક્રિયા છે: $Fe_2O_3 + 3C \rightarrow 2Fe + 3CO$.

(B) સાયનાઇડ પ્રક્રિયા,જેને મેક-આર્થર ફોરેસ્ટ પ્રક્રિયા તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે,તેનો ઉપયોગ મુખ્યત્વે $Ag$ (ચાંદી) અને $Au$ (સોનું) જેવી ઉમદા ધાતુઓને તેમના અયસ્કમાંથી મેળવવા માટે થાય છે.
આ પ્રક્રિયામાં,દળેલા અયસ્કને હવા ($O_2$ ના સ્ત્રોત તરીકે) ની હાજરીમાં $NaCN$ અથવા $KCN$ ના મંદ દ્રાવણ સાથે પ્રક્રિયા કરવામાં આવે છે,જે ધાતુને સાયનો-સંકિર્ણ તરીકે ઓગાળી દે છે.
ચાંદી $(Ag)$ માટે: $4Ag(s) + 8CN^-(aq) + 2H_2O(aq) + O_2(g) \rightarrow 4[Ag(CN)_2]^-(aq) + 4OH^-(aq)$.
ત્યારબાદ ધાતુને $Zn$ જેવી વધુ ઇલેક્ટ્રોપોઝિટિવ ધાતુ સાથે વિસ્થાપન દ્વારા સંકિર્ણમાંથી પુનઃપ્રાપ્ત કરવામાં આવે છે.

(C) હાઇડ્રોમેટલર્જી એ ધાતુ અથવા તેના અયસ્કને યોગ્ય રાસાયણિક પ્રક્રિયક દ્વારા ઓગાળીને,ત્યારબાદ ઇલેક્ટ્રોલિસિસ અથવા યોગ્ય અવક્ષેપન પ્રક્રિયકનો ઉપયોગ કરીને ધાતુ મેળવવાની પ્રક્રિયા છે.
સોનાનું નિષ્કર્ષણ હવા $(O_2)$ ની હાજરીમાં $NaCN$ અથવા $KCN$ ના મંદ દ્રાવણ સાથે નિક્ષાલન (leaching) દ્વારા કરવામાં આવે છે,જે પાણીમાં દ્રાવ્ય સંકીર્ણ બનાવે છે.
$4Au(s) + 8CN^-(aq) + 2H_2O(aq) + O_2(g) \to 4[Au(CN)_2]^-(aq) + 4OH^-(aq)$
ત્યારબાદ ઝિંક જેવી વધુ ઇલેક્ટ્રોપોઝિટિવ ધાતુનો ઉપયોગ કરીને સંકીર્ણમાંથી સોનું મેળવવામાં આવે છે:
$2[Au(CN)_2]^-(aq) + Zn(s) \to 2Au(s) + [Zn(CN)_4]^{2-}(aq)$

(B) ઓછું કોપર ધરાવતી કાચી ધાતુમાંથી કોપરના નિષ્કર્ષણ માટે સ્વ-રિડક્શન (Auto reduction) નો ઉપયોગ થાય છે. આ પ્રક્રિયામાં,સલ્ફાઈડ યુક્ત કાચી ધાતુને આંશિક રીતે ભૂંજવામાં આવે છે જેથી ઓક્સાઈડ બને છે,જે ત્યારબાદ બાકી રહેલા સલ્ફાઈડ સાથે પ્રક્રિયા કરીને બાહ્ય રિડક્શન કર્તા વગર ધાતુ આપે છે.

(B) $Pb$ (લેડ) નું તેના અયસ્ક $PbS$ (ગેલેના) માંથી નિષ્કર્ષણ સ્વ-રિડક્શન દ્વારા થાય છે.
$2PbO + PbS \xrightarrow{\Delta} 3Pb + SO_2 \uparrow$
$PbSO_4 + PbS \xrightarrow{\Delta} 2Pb + 2SO_2 \uparrow$
$Sn$ (ટીન) નું તેના અયસ્ક $SnO_2$ (કેસિટેરાઈટ) માંથી નિષ્કર્ષણ કાર્બન રિડક્શન દ્વારા થાય છે.
$SnO_2 + 2C \xrightarrow{\Delta} Sn + 2CO$
તેથી,$Pb$ સ્વ-રિડક્શન દ્વારા અને $Sn$ કાર્બન રિડક્શન દ્વારા નિષ્કર્ષિત થાય છે.

(C) સાચો જવાબ $C$ છે.
$Mysore$ $Iron$ $and$ $Steel$ $Limited$ (જે હવે $Visvesvaraya$ $Iron$ $and$ $Steel$ $Plant$ તરીકે ઓળખાય છે) ની સ્થાપના $1923$ માં $Bhadravati$ ખાતે કરવામાં આવી હતી.
શરૂઆતમાં,તેણે જંગલોની નિકટતાને કારણે તેની બ્લાસ્ટ ફર્નેસ માટે ઇંધણના સ્ત્રોત તરીકે ચારકોલનો ઉપયોગ કર્યો હતો.
પાછળથી,તે $Sharavathi$ નદી પ્રોજેક્ટમાંથી ઉત્પન્ન થતી જળવિદ્યુત પર સ્વિચ થઈ ગયું.

(A) સક્રિયતા શ્રેણીમાં નીચે રહેલી ધાતુઓનું હાઇડ્રોજન દ્વારા રિડક્શન કરી શકાય છે.
કોપર $(II)$ ઓક્સાઇડ $(CuO)$ એ હાઇડ્રોજન કરતા ઓછી સક્રિય ધાતુ છે અને તેને હાઇડ્રોજન વાયુના પ્રવાહમાં ગરમ કરવાથી તે ધાતુના કોપરમાં રિડક્શન પામે છે:
$CuO(s) + H_2(g) \rightarrow Cu(s) + H_2O(g)$.
મેગ્નેશિયમ,એલ્યુમિનિયમ અને કેલ્શિયમ ખૂબ જ સક્રિય ધાતુઓ છે,અને તેમના ઓક્સાઇડનું હાઇડ્રોજન દ્વારા રિડક્શન કરી શકાતું નથી.

(D) ધાતુના ઓક્સાઈડની સ્થિરતા તેમના નિર્માણની પ્રમાણિત ગિબ્સ મુક્ત ઉર્જા સાથે સંબંધિત છે. આપેલા વિકલ્પોમાંથી,$Ag_2O$ ઓરડાના તાપમાને સૌથી ઓછું સ્થાયી ઓક્સાઈડ છે. તે ગરમ કરવા પર સરળતાથી વિઘટિત થાય છે:
$Ag_2O \xrightarrow{\Delta} 2Ag + \frac{1}{2}O_2$
$ZnO$,$CuO$,અને $Sb_2O_3$ જેવા અન્ય ઓક્સાઈડ નોંધપાત્ર રીતે વધુ સ્થાયી છે અને ઓરડાના તાપમાને વિઘટિત થતા નથી.

(C) આપેલ સમીકરણ સાયનાઇડ દ્રાવણનો ઉપયોગ કરીને સોના $(Au)$ અથવા ચાંદી $(Ag)$ જેવી ધાતુઓના નિષ્કર્ષણની પ્રક્રિયા દર્શાવે છે,જેને મેક-આર્થર-ફોરેસ્ટ સાયનાઇડ પ્રક્રિયા તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
સોનાના નિષ્કર્ષણ માટેનું સંતુલિત રાસાયણિક સમીકરણ નીચે મુજબ છે:
$4Au + 8CN^- + 2H_2O + O_2 \xrightarrow{} 4[Au(CN)_2]^- + 4OH^-$
અહીં,ધાતુ $M$ એ $Au$ (ગોલ્ડ) છે.

(D) સ્ટીલ ઉત્પાદન માટેની સૌથી આધુનિક પદ્ધતિ $L.D.$ (લિન્ઝ-ડોનાવિટ્ઝ) પ્રક્રિયા છે,જે પીગળેલા પિગ આયર્નને શુદ્ધ કરવા માટે ઉચ્ચ શુદ્ધતા ધરાવતા ઓક્સિજનનો ઉપયોગ કરે છે.

(C) બેઝિક બેસેમર પ્રક્રિયામાં,કન્વર્ટરને $CaO$ (લાઈમ) અને $MgO$ (મેગ્નેશિયા) જેવી બેઝિક રિફ્રેક્ટરી સામગ્રીથી અસ્તર કરવામાં આવે છે.
આ સામગ્રીનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે કારણ કે તેમનું ગલનબિંદુ ખૂબ ઊંચું હોય છે અને તે સ્ટીલના ઉત્પાદન માટે જરૂરી ઊંચા તાપમાનને સહન કરી શકે છે,તેમજ પ્રક્રિયા દરમિયાન બનતા બેઝિક સ્લેગ સામે ટકી શકે છે.

(A) સ્ટીલ પર આયર્ન નાઈટ્રાઈડનું સખત પડ બનાવવાની પ્રક્રિયાને નાઈટ્રાઈડિંગ કહેવામાં આવે છે.
આ પ્રક્રિયામાં,સ્ટીલને એમોનિયા $(NH_3)$ ના વાતાવરણમાં સામાન્ય રીતે $500 \ ^\circ C$ થી $550 \ ^\circ C$ તાપમાને ગરમ કરવામાં આવે છે.

(D) બ્લાસ્ટ ફર્નેસમાં આયર્ન ઓક્સાઈડના રિડક્શન માટે અલગ-અલગ તાપમાનના ઝોન હોય છે.
$400\,^{\circ}C - 600\,^{\circ}C$ ના નીચા તાપમાનના ગાળામાં (ફર્નેસનો ઉપરનો ભાગ),હેમેટાઈટ $(Fe_2O_3)$ નું રિડક્શન નીચે મુજબ થાય છે:
$3Fe_2O_3 + CO \to 2Fe_3O_4 + CO_2$
તેથી,સાચી પ્રક્રિયા $3Fe_2O_3 + CO \to 2Fe_3O_4 + CO_2$ છે.

(B) સાચો જવાબ $(B)$ છે.

લોખંડનો પ્રકાર	કાર્બનનું પ્રમાણ (%)
કાસ્ટ આયર્ન	$2.5 - 4.0\%$
રોટ આયર્ન	$0.12 - 0.25\%$
સ્ટીલ	$0.2 - 1.5\%$

કોષ્ટક મુજબ,રોટ આયર્નમાં કાર્બનનું પ્રમાણ સૌથી ઓછું હોય છે.

(A) $Siemens-Martin$ ઓપન હર્થ પ્રક્રિયાને ઉચ્ચ ગુણવત્તાવાળા સ્ટીલના ઉત્પાદન માટે શ્રેષ્ઠ પદ્ધતિ માનવામાં આવે છે.
આ પ્રક્રિયા $Bessemer$ પ્રક્રિયાની તુલનામાં સ્ટીલના બંધારણ પર વધુ સારું નિયંત્રણ અને અશુદ્ધિઓને દૂર કરવાની ક્ષમતા આપે છે.
તે સ્ક્રેપ સ્ટીલના રિસાયક્લિંગને પણ સરળ બનાવે છે,જે અંતિમ ઉત્પાદનની ગુણવત્તા અને સુસંગતતામાં સુધારો કરે છે.