HTET परीक्षा - Level 1 Prt - धातु एवं अधातु

The Hall-Héroult process is specifically related to the metallurgy of aluminum (Al), which is why Option 1 is the correct answer. Here is a detailed explanation:

1. Explanation for Option 1 (Al):

   • The Hall-Héroult process is the primary industrial method for the production of aluminum. It involves the electrolytic reduction of alumina (Al₂O₃) dissolved in molten cryolite (Na₃AlF₆) to produce aluminum metal. This process was independently discovered by Charles Martin Hall and Paul Héroult in 1886 and has been the cornerstone of aluminum production ever since. The process is highly efficient for extracting aluminum from its oxide form, making it the most widely used method for aluminum production globally.

2. Explanation for why other options are incorrect:

   • Option 2 (Zn): Zinc is primarily extracted using the roasting and reduction of zinc sulfide ores, followed by electrolysis or thermal reduction. The Hall-Héroult process is not used in zinc metallurgy.

   • Option 3 (Fe): Iron is extracted from its ores using the blast furnace process, which involves the reduction of iron oxides with carbon. The Hall-Héroult process is not applicable to iron metallurgy.

   • Option 4 (Cu): Copper is typically extracted through processes such as smelting and electrorefining. The Hall-Héroult process is not used in the extraction or refining of copper.

In summary, the Hall-Héroult process is uniquely associated with the production of aluminum, making Option 1 the correct answer. The other metals listed (zinc, iron, and copper) are extracted using different metallurgical processes that do not involve the Hall-Héroult method.

हॉल-हेरॉल्ट प्रक्रम एल्युमिनियम (Al) के धातु कर्म से संबंधित है। यह प्रक्रम एल्युमिनियम के उत्पादन के लिए सबसे व्यापक रूप से उपयोग किया जाने वाला विधि है। इस प्रक्रिया में बॉक्साइट अयस्क से एल्युमिनियम ऑक्साइड (Al2O3) को इलेक्ट्रोलिसिस के माध्यम से शुद्ध एल्युमिनियम में परिवर्तित किया जाता है। इस प्रक्रिया में एल्युमिनियम ऑक्साइड को क्रायोलाइट के साथ मिलाकर पिघलाया जाता है और फिर विद्युत धारा प्रवाहित की जाती है, जिससे एल्युमिनियम धातु कैथोड पर जमा हो जाती है।

अब अन्य विकल्पों की चर्चा करते हैं:

2. Zn (जिंक): जिंक के धातु कर्म के लिए मुख्य रूप से रोस्टिंग और रिडक्शन प्रक्रिया का उपयोग किया जाता है, जिसमें जिंक ऑक्साइड को कार्बन के साथ गर्म करके जिंक धातु प्राप्त की जाती है। हॉल-हेरॉल्ट प्रक्रम का जिंक के उत्पादन में कोई उपयोग नहीं है।

3. Fe (लोहा): लोहे के धातु कर्म के लिए ब्लास्ट फर्नेस प्रक्रिया का उपयोग किया जाता है, जिसमें आयरन ऑक्साइड को कोक और चूना पत्थर के साथ गर्म किया जाता है। हॉल-हेरॉल्ट प्रक्रम का लोहे के उत्पादन में कोई उपयोग नहीं है।

4. Cu (तांबा): तांबे के धातु कर्म के लिए मुख्य रूप से स्मेल्टिंग और इलेक्ट्रोलिसिस का उपयोग किया जाता है। तांबे के उत्पादन में हॉल-हेरॉल्ट प्रक्रम का कोई योगदान नहीं है।

इस प्रकार, हॉल-हेरॉल्ट प्रक्रम विशेष रूप से एल्युमिनियम के धातु कर्म से संबंधित है, और यही कारण है कि विकल्प 1 सही उत्तर है।

Option 2, Calamine, is the correct answer because it is the carbonate ore of zinc. Calamine is primarily composed of zinc carbonate (ZnCO₃), which is a naturally occurring mineral form of zinc. This makes it distinct from other zinc ores, as it specifically contains the carbonate ion (CO₃²⁻) in its chemical structure.

Now, let's examine why the other options are incorrect:

1. Zinc blends (Option 1): This is likely a reference to "zinc blende," which is another name for sphalerite. Sphalerite is primarily composed of zinc sulfide (ZnS), not zinc carbonate. Therefore, it is not a carbonate ore of zinc.

2. Zincite (Option 3): Zincite is a mineral form of zinc oxide (ZnO). It does not contain carbonate ions, as it is an oxide ore of zinc. This makes it different from calamine, which is a carbonate ore.

3. Sphalerite (Option 4): As mentioned earlier, sphalerite is composed of zinc sulfide (ZnS). It is the most important ore of zinc but is not a carbonate ore. It is a sulfide ore, which differentiates it from calamine.

In conclusion, Calamine is the only option that correctly identifies a carbonate ore of zinc, as it contains zinc carbonate (ZnCO₃). The other options are incorrect because they represent different types of zinc ores that do not contain carbonate ions.

कैलामाइन (Option 2) जिंक का कार्बोनेट अयस्क है। इसे जिंक कार्बोनेट (ZnCO₃) के रूप में जाना जाता है। कैलामाइन का उपयोग जिंक के स्रोत के रूप में किया जाता है और यह जिंक के निष्कर्षण के लिए महत्वपूर्ण है।

अब हम अन्य विकल्पों पर विचार करते हैं और समझते हैं कि वे क्यों गलत हैं:

1. जिंक ब्लैंड (Option 1): जिंक ब्लैंड को स्फेलेराइट भी कहा जाता है और यह जिंक सल्फाइड (ZnS) का अयस्क है। यह जिंक का प्रमुख अयस्क है, लेकिन यह कार्बोनेट नहीं है।

2. जिंकाइट (Option 3): जिंकाइट जिंक ऑक्साइड (ZnO) का प्राकृतिक रूप है। यह जिंक का ऑक्साइड अयस्क है, न कि कार्बोनेट।

3. स्फेलेराइट (Option 4): जैसा कि पहले बताया गया, स्फेलेराइट जिंक सल्फाइड (ZnS) का अयस्क है। यह जिंक का सल्फाइड अयस्क है, न कि कार्बोनेट।

इस प्रकार, कैलामाइन ही एकमात्र विकल्प है जो जिंक के कार्बोनेट अयस्क के रूप में सही है।

The Hall-Heroult process is specifically related to the metallurgy of aluminum (Al). This process is the primary method used for the extraction of aluminum from its ore, bauxite. Here's a detailed explanation of why Option 1 is correct and why the other options are incorrect:

1. Explanation for Option 1 (Al):

   • The Hall-Heroult process is an electrolytic process used to extract aluminum from alumina (Al2O3). In this process, alumina is dissolved in molten cryolite and then subjected to electrolysis. The aluminum ions are reduced to form aluminum metal at the cathode, while oxygen is released at the anode. This method is highly efficient and is the most widely used process for aluminum production worldwide. The process was independently developed by Charles Martin Hall and Paul Héroult in 1886, which is why it bears their names.

2. Explanation for Option 2 (Zn):

   • Zinc (Zn) is primarily extracted using the roasting and reduction process or through electrolysis of zinc sulfate solution. The Hall-Heroult process is not used in the extraction of zinc. Therefore, Option 2 is incorrect.

3. Explanation for Option 3 (Fe):

   • Iron (Fe) is typically extracted from its ores using the blast furnace process, where iron ore is reduced by carbon in the form of coke. The Hall-Heroult process is not applicable to iron metallurgy. Thus, Option 3 is incorrect.

4. Explanation for Option 4 (Cu):

   • Copper (Cu) is usually extracted from its ores through processes such as smelting and electrorefining. The Hall-Heroult process is not used in the extraction of copper. Therefore, Option 4 is incorrect.

In conclusion, the Hall-Heroult process is specifically associated with the extraction of aluminum, making Option 1 the correct answer.

हॉल-हेरॉल्ट प्रक्रम एल्युमिनियम (Al) के धातुकर्म से संबंधित है। यह प्रक्रिया एल्युमिनियम के उत्पादन के लिए सबसे अधिक उपयोग की जाने वाली विधि है। इस प्रक्रिया में बॉक्साइट अयस्क से एल्युमिनियम ऑक्साइड (Al2O3) को इलेक्ट्रोलिसिस के माध्यम से शुद्ध एल्युमिनियम में परिवर्तित किया जाता है। हॉल-हेरॉल्ट प्रक्रम में एल्युमिनियम ऑक्साइड को क्रायोलाइट के साथ मिलाकर पिघलाया जाता है और फिर विद्युत धारा प्रवाहित की जाती है, जिससे एल्युमिनियम धातु कैथोड पर जमा हो जाती है।

अन्य विकल्पों की गलतियों का स्पष्टीकरण:

2. Zn (जिंक): जिंक के धातुकर्म के लिए मुख्य रूप से रोस्टिंग और रिडक्शन विधियों का उपयोग किया जाता है, जैसे कि जिंक ब्लेंड (ZnS) का कैल्सिनेशन और फिर रिडक्शन। हॉल-हेरॉल्ट प्रक्रम का जिंक के उत्पादन में कोई उपयोग नहीं है।

3. Fe (लोहा): लोहे के धातुकर्म के लिए ब्लास्ट फर्नेस प्रक्रिया का उपयोग किया जाता है, जिसमें लौह अयस्क को कोक और चूना पत्थर के साथ गर्म किया जाता है। हॉल-हेरॉल्ट प्रक्रम का लोहे के उत्पादन में कोई संबंध नहीं है।

4. Cu (तांबा): तांबे के धातुकर्म के लिए मुख्य रूप से स्मेल्टिंग और इलेक्ट्रोलिसिस का उपयोग किया जाता है। तांबे के उत्पादन में हॉल-हेरॉल्ट प्रक्रम का कोई योगदान नहीं है।

इस प्रकार, हॉल-हेरॉल्ट प्रक्रम विशेष रूप से एल्युमिनियम के धातुकर्म से संबंधित है, और यही कारण है कि विकल्प 1 सही है।

Calamine is the correct answer as the carbonate ore of zinc. Let's delve into the details to understand why Option 2 is correct and why the other options are incorrect.

1. Calamine (Option 2): Calamine is a mineral that primarily consists of zinc carbonate (ZnCO₃). It is one of the most common carbonate ores of zinc. The presence of the carbonate group (CO₃) in its chemical composition is what classifies it as a carbonate ore. This makes calamine the correct answer to the question.

2. Zinc blende (Option 1): Zinc blende is another name for the mineral sphalerite, which is primarily composed of zinc sulfide (ZnS). It is not a carbonate ore but rather a sulfide ore. The absence of the carbonate group in its chemical structure makes it incorrect in the context of this question.

3. Sphalerite (Option 3): As mentioned above, sphalerite is the same as zinc blende and is composed of zinc sulfide (ZnS). It is a sulfide ore, not a carbonate ore. Therefore, it does not fit the criteria of being a carbonate ore of zinc.

4. Zincite (Option 4): Zincite is a mineral composed of zinc oxide (ZnO). It is an oxide ore, not a carbonate ore. The lack of a carbonate group in its chemical composition makes it incorrect for this question.

In summary, calamine is the only option among the given choices that is a carbonate ore of zinc, which is why Option 2 is the correct answer.

कैलामाइन जिंक की कार्बोनेट अयस्क है। इसे जिंक कार्बोनेट (ZnCO₃) के रूप में जाना जाता है। कैलामाइन का उपयोग जिंक के स्रोत के रूप में किया जाता है और यह जिंक के निष्कर्षण के लिए महत्वपूर्ण है।

अब हम अन्य विकल्पों पर विचार करते हैं और समझते हैं कि वे क्यों गलत हैं:

1. जिंक ब्लेंड: जिंक ब्लेंड, जिसे स्फेलेराइट भी कहा जाता है, जिंक सल्फाइड (ZnS) का अयस्क है। यह जिंक का प्रमुख स्रोत है, लेकिन यह कार्बोनेट अयस्क नहीं है।

2. स्फेलेराइट: जैसा कि पहले बताया गया, स्फेलेराइट जिंक सल्फाइड (ZnS) का अयस्क है। यह जिंक का प्रमुख स्रोत है, लेकिन यह कार्बोनेट अयस्क नहीं है।

3. जिंकाइट: जिंकाइट जिंक ऑक्साइड (ZnO) का अयस्क है। यह जिंक का एक अन्य स्रोत है, लेकिन यह कार्बोनेट अयस्क नहीं है।

इस प्रकार, कैलामाइन ही एकमात्र विकल्प है जो जिंक की कार्बोनेट अयस्क के रूप में सही है।

Elemental sodium is a highly reactive metal, and its properties can be explained as follows:

1. Option 4: It is easily oxidized.
   Sodium is a highly reactive alkali metal, which means it readily loses its outermost electron to form a positive ion. This makes it very susceptible to oxidation. When exposed to air, sodium quickly reacts with oxygen to form sodium oxide. This tendency to lose electrons and form compounds with oxygen or other elements is why sodium is considered to be easily oxidized. This property is a characteristic feature of alkali metals, including sodium.

2. Option 1: It is a strong oxidizing agent.
   This statement is incorrect. Sodium is not an oxidizing agent; rather, it is a reducing agent. Oxidizing agents are substances that gain electrons in a chemical reaction, whereas reducing agents lose electrons. Since sodium readily loses electrons, it acts as a reducing agent, not an oxidizing agent.

3. Option 2: It can be extracted by electrolysis of aqueous solution.
   This statement is incorrect. Sodium cannot be extracted from an aqueous solution by electrolysis because it reacts violently with water. Instead, sodium is typically extracted through the electrolysis of molten sodium chloride (NaCl) in a process known as the Downs process. In an aqueous solution, sodium would react with water to produce hydrogen gas and sodium hydroxide, making this method impractical for extraction.

4. Option 3: It's density is lower than K.
   This statement is incorrect. Sodium (Na) actually has a higher density than potassium (K). The density of sodium is approximately 0.97 g/cm³, while the density of potassium is about 0.86 g/cm³. Therefore, sodium is denser than potassium, making this option incorrect.

In conclusion, Option 4 is the correct statement because it accurately describes sodium's tendency to be easily oxidized due to its high reactivity and propensity to lose electrons.

सोडियम एक अत्यधिक प्रतिक्रियाशील धातु है, और यह आसानी से ऑक्सीकृत हो जाता है। इसका अर्थ है कि सोडियम ऑक्सीजन के साथ तेजी से प्रतिक्रिया करता है, जिससे यह ऑक्साइड बनाता है। यह गुण इसे रासायनिक रूप से सक्रिय बनाता है और इसे हवा में खुला छोड़ने पर यह जल्दी से ऑक्सीकृत हो सकता है। इसलिए, विकल्प 4 सही है।

अब अन्य विकल्पों की गलतियों को समझते हैं:

1. यह प्रबल ऑक्सीकारक है। - यह कथन गलत है क्योंकि सोडियम एक ऑक्सीकारक नहीं बल्कि एक अपचायक है। ऑक्सीकारक वे पदार्थ होते हैं जो अन्य पदार्थों से इलेक्ट्रॉनों को ग्रहण करते हैं, जबकि सोडियम इलेक्ट्रॉनों को छोड़ता है।

2. इसे जलीय विलयन के विद्युत् अपघटन द्वारा निष्कर्षित किया जा सकता है। - यह कथन भी गलत है। सोडियम को जलीय विलयन के विद्युत् अपघटन द्वारा निष्कर्षित नहीं किया जा सकता क्योंकि सोडियम पानी के साथ अत्यधिक प्रतिक्रियाशील होता है। इसे आमतौर पर पिघले हुए सोडियम क्लोराइड के विद्युत् अपघटन द्वारा निष्कर्षित किया जाता है।

3. इसका घनत्व K से कम होता है। - यह कथन गलत है। सोडियम का घनत्व पोटेशियम (K) से अधिक होता है। पोटेशियम का घनत्व सोडियम से कम होता है, इसलिए यह कथन सही नहीं है।

इस प्रकार, विकल्प 4 "यह आसानी से ऑक्सीकृत हो जाता है।" सोडियम के संदर्भ में सही कथन है।

In the metallurgy of aluminium, the process involves the extraction of aluminium from its oxide, alumina ($Al_{2}O_{3}$). One of the key steps in this process is the reduction of the melting point of alumina to make the extraction process more energy-efficient. This is achieved by mixing alumina with a substance that lowers its melting point.

1. Explanation for Option 2 ($Na_{3}AlF_{6}$):

   The correct answer is Option 2, $Na_{3}AlF_{6}$, which is commonly known as cryolite. Cryolite is used in the Hall-Héroult process, which is the primary method for the production of aluminium. The addition of cryolite to alumina serves to lower the melting point of the mixture from about 2050°C to around 950°C. This significant reduction in melting point is crucial because it allows the electrolysis process to occur at a much lower temperature, thereby saving energy and reducing costs. Cryolite also increases the conductivity of the molten mixture, which is beneficial for the electrolysis process.

2. Explanation for why other options are incorrect:

   • Option 1 ($FeSiO_{3}$): Iron silicate ($FeSiO_{3}$) is not used in the aluminium extraction process. It does not have the properties required to lower the melting point of alumina. Instead, it is more commonly associated with slag formation in other metallurgical processes.

   • Option 3 ($Al(OH)_{3}$): Aluminium hydroxide ($Al(OH)_{3}$) is not used to lower the melting point of alumina. In fact, it is a precursor to alumina itself. When heated, aluminium hydroxide decomposes to form alumina and water vapor, but it does not aid in reducing the melting point of alumina.

   • Option 4 (CaO): Calcium oxide (CaO), also known as lime, is not used in the process of lowering the melting point of alumina. While it is used in various metallurgical processes as a flux to remove impurities, it does not serve the purpose of reducing the melting point of alumina in the production of aluminium.

In conclusion, $Na_{3}AlF_{6}$ (cryolite) is the correct choice because it effectively lowers the melting point of alumina, making the extraction process more efficient and cost-effective. The other options do not possess the necessary properties to achieve this effect in the context of aluminium metallurgy.

एल्युमिनियम की धातु कर्म में शुद्ध $Al_{2}O_{3}$ के साथ $Na_{3}AlF_{6}$ मिलाकर मिश्रण का गलनांक कम किया जाता है। इसे क्रायोलाइट के नाम से भी जाना जाता है।

1. विस्तृत व्याख्या (Option 2 - $Na_{3}AlF_{6}$):

   • क्रायोलाइट ($Na_{3}AlF_{6}$) का उपयोग एल्युमिनियम के उत्पादन में किया जाता है क्योंकि यह $Al_{2}O_{3}$ के गलनांक को कम करता है। शुद्ध $Al_{2}O_{3}$ का गलनांक लगभग 2072°C होता है, जो कि बहुत अधिक है। क्रायोलाइट के साथ मिलाने पर यह गलनांक लगभग 950°C तक कम हो जाता है, जिससे विद्युत अपघटन की प्रक्रिया अधिक ऊर्जा-कुशल और आर्थिक रूप से व्यवहार्य हो जाती है। यह प्रक्रिया हॉल-हेरौल्ट प्रक्रिया के नाम से जानी जाती है।

2. अन्य विकल्पों का विश्लेषण:

   • Option 1 - $FeSiO_{3}$:

     • $FeSiO_{3}$ एक सिलिकेट है और इसका उपयोग एल्युमिनियम के गलनांक को कम करने में नहीं किया जाता। यह एल्युमिनियम उत्पादन प्रक्रिया में सहायक नहीं है।

   • Option 3 - $Al(OH)_{3}$:

     • $Al(OH)_{3}$ एल्युमिनियम हाइड्रॉक्साइड है और यह गलनांक को कम करने के लिए नहीं, बल्कि बायर प्रक्रिया में $Al_{2}O_{3}$ के उत्पादन के लिए उपयोग किया जाता है।

   • Option 4 - CaO:

     • CaO, जिसे चूना भी कहा जाता है, का उपयोग धातुकर्म में अन्य उद्देश्यों के लिए किया जाता है, जैसे कि अशुद्धियों को हटाना। यह $Al_{2}O_{3}$ के गलनांक को कम करने में सहायक नहीं है।

इस प्रकार, $Na_{3}AlF_{6}$ (क्रायोलाइट) का उपयोग शुद्ध $Al_{2}O_{3}$ के साथ मिलाकर मिश्रण का गलनांक कम करने के लिए किया जाता है, जिससे एल्युमिनियम का उत्पादन अधिक कुशलता से किया जा सके।

Option 2, Siderite, is the correct answer because it is a carbonate ore of iron. Siderite is composed of iron(II) carbonate (FeCO₃) and is one of the primary sources of iron. It is characterized by its pale yellow to brown color and is often found in sedimentary rock formations. The presence of carbonate ions (CO₃²⁻) in its chemical structure classifies it as a carbonate ore.

Now, let's explain why the other options are incorrect:

1. Magnetite: Magnetite is not a carbonate ore; it is an oxide ore of iron. Its chemical formula is Fe₃O₄, and it is one of the most magnetic minerals found in nature. Magnetite is an important iron ore but does not contain carbonate ions, which is why it is not classified as a carbonate ore.

2. Iron Pyrites: Also known as pyrite, this mineral is composed of iron sulfide (FeS₂). It is commonly referred to as "fool's gold" due to its metallic luster and pale brass-yellow hue. Iron pyrites is a sulfide mineral, not a carbonate, and therefore does not fit the criteria for a carbonate ore of iron.

3. Haematite: Haematite is another oxide ore of iron, with the chemical formula Fe₂O₃. It is one of the most abundant sources of iron and is known for its reddish-brown color. Like magnetite, haematite is an oxide and does not contain carbonate ions, which excludes it from being a carbonate ore.

In conclusion, Siderite is the only option among the given choices that is a carbonate ore of iron, making Option 2 the correct answer.

सिडेराइट (Option 2) आयरन का कार्बोनेट अयस्क है। सिडेराइट का रासायनिक सूत्र FeCO₃ है, जो इसे आयरन का कार्बोनेट अयस्क बनाता है। यह अयस्क आयरन के साथ कार्बोनेट आयन (CO₃²⁻) के संयोजन से बनता है, जो इसे विशिष्ट रूप से कार्बोनेट अयस्क की श्रेणी में रखता है।

अब अन्य विकल्पों की चर्चा करते हैं और समझते हैं कि वे क्यों गलत हैं:

1. मैग्नेटाइट (Option 1): मैग्नेटाइट का रासायनिक सूत्र Fe₃O₄ है। यह आयरन का ऑक्साइड अयस्क है, न कि कार्बोनेट अयस्क। इसमें आयरन ऑक्सीजन के साथ संयोजित होता है, जो इसे ऑक्साइड अयस्क की श्रेणी में रखता है।

2. आयरन पाइराइट (Option 3): आयरन पाइराइट का रासायनिक सूत्र FeS₂ है। यह आयरन का सल्फाइड अयस्क है, जिसमें आयरन सल्फर के साथ संयोजित होता है। इसलिए, यह कार्बोनेट अयस्क नहीं है।

3. हेमेटाइट (Option 4): हेमेटाइट का रासायनिक सूत्र Fe₂O₃ है। यह भी आयरन का ऑक्साइड अयस्क है, जिसमें आयरन ऑक्सीजन के साथ संयोजित होता है। इसलिए, यह भी कार्बोनेट अयस्क नहीं है।

इस प्रकार, सिडेराइट (Option 2) ही एकमात्र सही उत्तर है क्योंकि यह आयरन का कार्बोनेट अयस्क है।

Kaolinite is an ore of aluminum (Al), which is why Option 1 is the correct answer. Here is a detailed explanation:

1. Explanation for Option 1 (Al):

   • Kaolinite is a clay mineral, part of the group of industrial minerals, with the chemical composition Al₂Si₂O₅(OH)₄. It is a layered silicate mineral, with one tetrahedral sheet linked through oxygen atoms to one octahedral sheet of alumina. This composition clearly indicates the presence of aluminum, making kaolinite an important source of this metal. Aluminum is extracted from kaolinite through various processes, including the Bayer process, which is used to refine bauxite into alumina (aluminum oxide), and subsequently into aluminum metal.

2. Explanation for why other options are incorrect:

   • Option 2 (Zn): Zinc is typically extracted from ores such as sphalerite (zinc sulfide), not from kaolinite. Kaolinite does not contain zinc in its chemical composition, and thus it is not a source of zinc.

   • Option 3 (Fe): Iron is primarily extracted from ores like hematite and magnetite. Kaolinite does not contain iron in its structure, and therefore, it is not an ore of iron.

   • Option 4 (Cu): Copper is usually extracted from ores such as chalcopyrite and malachite. Kaolinite does not have copper in its chemical makeup, so it is not a source of copper.

In conclusion, kaolinite is specifically an ore of aluminum due to its chemical composition, which includes aluminum as a major component. This makes Option 1 the correct answer, while the other options do not align with the mineralogical composition of kaolinite.

केयोलिनाइट एक महत्वपूर्ण खनिज है जो मुख्य रूप से एल्यूमिनियम (Al) का अयस्क है। यह एक हाइड्रेटेड एल्युमिनियम सिलिकेट है और इसका रासायनिक सूत्र Al₂Si₂O₅(OH)₄ है। केयोलिनाइट का उपयोग मुख्य रूप से चीनी मिट्टी के बर्तन, कागज, रबर, और पेंट उद्योगों में किया जाता है। इसके अलावा, यह मिट्टी के खनिजों में से एक है जो मिट्टी की संरचना और गुणों को प्रभावित करता है।

अब हम अन्य विकल्पों पर विचार करते हैं:

2. Zn (जिंक): जिंक के प्रमुख अयस्कों में स्फैलेराइट (ZnS) शामिल है। केयोलिनाइट जिंक का अयस्क नहीं है।

3. Fe (लौह): लौह के प्रमुख अयस्कों में हेमेटाइट (Fe₂O₃) और मैग्नेटाइट (Fe₃O₄) शामिल हैं। केयोलिनाइट लौह का अयस्क नहीं है।

4. Cu (तांबा): तांबे के प्रमुख अयस्कों में चालकोपाइराइट (CuFeS₂) और मालाकाइट (Cu₂CO₃(OH)₂) शामिल हैं। केयोलिनाइट तांबे का अयस्क नहीं है।

इस प्रकार, केयोलिनाइट एल्यूमिनियम का अयस्क है और विकल्प 1 सही है।

The correct answer is Option 4: "Stability of +2 oxidation state increases." Let's explore why this is the correct choice and why the other options are incorrect.

1. Explanation for Option 4: Stability of +2 oxidation state increases

   • As we move down the carbon family (Group 14) in the periodic table, the atomic number increases, and the elements exhibit a greater tendency to form compounds in the +2 oxidation state. This is due to the inert pair effect, where the s-electrons in the outermost shell become less available for bonding as the atomic size increases. This effect is more pronounced in heavier elements like lead (Pb), which commonly exhibits a +2 oxidation state, compared to carbon (C) and silicon (Si), which predominantly show a +4 oxidation state. Thus, the stability of the +2 oxidation state increases with an increase in atomic number within the carbon family.

2. Explanation for why other options are incorrect:

   • Option 1: Atomic size decreases

     • This statement is incorrect because, in reality, the atomic size increases as we move down the group. This is due to the addition of electron shells, which outweighs the increase in nuclear charge, leading to a larger atomic radius.

   • Option 2: Ionization energy increases

     • This statement is incorrect because ionization energy generally decreases as we move down a group. The increased atomic size and the additional electron shells result in a weaker attraction between the nucleus and the outermost electrons, making it easier to remove an electron.

   • Option 3: Metallic character decreases

     • This statement is incorrect because the metallic character actually increases as we move down the group. Elements become more metallic in nature due to the increased atomic size and decreased ionization energy, which makes it easier for them to lose electrons and exhibit metallic properties.

In conclusion, Option 4 is the correct answer because the stability of the +2 oxidation state increases with an increase in atomic number in the carbon family, primarily due to the inert pair effect. The other options are incorrect based on the trends observed in the periodic table for atomic size, ionization energy, and metallic character.

कार्बन परिवार में परमाणु वृद्धि के साथ तत्त्वों के गुणों के सापेक्ष सही कथन है कि "+2 ऑक्सीकरण अवस्था का स्थायित्व बढ़ता है"। आइए इसे विस्तार से समझते हैं:

1. +2 ऑक्सीकरण अवस्था का स्थायित्व बढ़ता है (Option 4): कार्बन परिवार के तत्त्वों में जैसे-जैसे हम नीचे की ओर बढ़ते हैं, +2 ऑक्सीकरण अवस्था का स्थायित्व बढ़ता है। यह मुख्य रूप से 'इलेक्ट्रॉनिक संरचना' और 'इलेक्ट्रॉनिक कन्फ़िगरेशन' के कारण होता है। उदाहरण के लिए, लेड (Pb) में +2 ऑक्सीकरण अवस्था अधिक स्थिर होती है, जबकि टिन (Sn) और जर्मेनियम (Ge) में भी +2 ऑक्सीकरण अवस्था का स्थायित्व देखा जाता है। यह 'इलेक्ट्रॉनिक कन्फ़िगरेशन' और 'इलेक्ट्रॉनिक रिपल्शन' के कारण होता है, जो कि 'इलेक्ट्रॉनिक शील्डिंग' के प्रभाव से प्रभावित होता है।

2. अन्य विकल्पों का खंडन:

   • परमाणु आकार घटता है (Option 1): यह कथन गलत है क्योंकि कार्बन परिवार में जैसे-जैसे हम नीचे की ओर बढ़ते हैं, परमाणु आकार बढ़ता है। यह 'शेल्स' की संख्या में वृद्धि के कारण होता है, जो कि परमाणु के आकार को बढ़ाता है।

   • आयनन ऊर्जा बढ़ती है (Option 2): यह कथन भी गलत है। कार्बन परिवार में जैसे-जैसे हम नीचे की ओर बढ़ते हैं, आयनन ऊर्जा घटती है। यह 'परमाणु आकार' के बढ़ने और 'इलेक्ट्रॉनिक शील्डिंग' के प्रभाव के कारण होता है, जिससे बाहरी इलेक्ट्रॉनों को हटाना आसान हो जाता है।

   • धात्विक लक्षण घटता है (Option 3): यह कथन भी गलत है। कार्बन परिवार में जैसे-जैसे हम नीचे की ओर बढ़ते हैं, धात्विक लक्षण बढ़ता है। यह 'इलेक्ट्रॉनिक संरचना' और 'इलेक्ट्रॉनिक कन्फ़िगरेशन' के कारण होता है, जो कि धात्विक लक्षणों को बढ़ावा देता है।

इस प्रकार, "+2 ऑक्सीकरण अवस्था का स्थायित्व बढ़ता है" (Option 4) सही उत्तर है और अन्य विकल्प गलत हैं।

Option 1 is correctly identified as the incorrect match. Here's why:

1. A metal used in joining electric wires - Magnesium: This statement is incorrectly matched. Magnesium is not typically used for joining electric wires. Instead, metals like tin and lead are commonly used in soldering, which is the process of joining electrical wires. Solder is an alloy, often composed of tin and lead, that melts at a low temperature and is used to create a conductive bond between wires. Magnesium, on the other hand, is not suitable for this purpose due to its high reactivity and flammability.

2. A metal whose oxide is soluble in both acids and bases - Zinc: This statement is correctly matched. Zinc oxide is amphoteric, meaning it can react with both acids and bases. When zinc oxide reacts with an acid, it forms a zinc salt and water. Similarly, when it reacts with a base, it forms a zincate compound. This dual solubility characteristic is a defining property of amphoteric oxides.

3. A metal unreactive towards oxygen and dilute acids - Gold: This statement is correctly matched. Gold is known for its lack of reactivity, which is why it does not tarnish or corrode easily. It does not react with oxygen under normal conditions and is also resistant to attack by most acids, including dilute acids. This inertness is one of the reasons gold is highly valued for use in jewelry and electronics.

4. A metal extracted by using electrolytic reduction - Aluminium: This statement is correctly matched. Aluminium is extracted from its ore, bauxite, through the process of electrolytic reduction. This involves dissolving alumina (aluminium oxide) in molten cryolite and then using electrolysis to separate the aluminium metal. This method is known as the Hall-Héroult process and is the primary method of aluminium production.

In summary, Option 1 is the incorrect match because magnesium is not used for joining electric wires, whereas the other options correctly describe the properties and uses of zinc, gold, and aluminium.

Option 1: एक धातु जिसका उपयोग विद्युत तारों को जोड़ने में होता है - मैग्नेशियम

Explanation: मैग्नेशियम का उपयोग विद्युत तारों को जोड़ने में नहीं किया जाता है। विद्युत तारों को जोड़ने के लिए आमतौर पर तांबा (कॉपर) या एल्यूमीनियम का उपयोग किया जाता है क्योंकि ये धातुएं उच्च विद्युत चालकता प्रदान करती हैं। मैग्नेशियम की विद्युत चालकता अपेक्षाकृत कम होती है और यह ऑक्सीकरण के प्रति भी संवेदनशील होता है, जिससे यह विद्युत तारों के लिए उपयुक्त नहीं है। इसलिए, यह कथन सही सुमेलित नहीं है।

Option 2: एक धातु जिसका ऑक्साइड अम्ल तथा क्षार दोनों में विलेय है- जिंक

Explanation: जिंक ऑक्साइड एक ऐसा यौगिक है जो अम्ल और क्षार दोनों में विलेय होता है। इसे एम्फोटेरिक ऑक्साइड कहा जाता है। इसलिए, यह कथन सही सुमेलित है।

Option 3: एक धातु जो ऑक्सीजन तथा तनु अम्लों के प्रति निष्क्रिय है- गोल्ड

Explanation: गोल्ड (सोना) एक निष्क्रिय धातु है जो ऑक्सीजन और अधिकांश तनु अम्लों के प्रति निष्क्रिय रहती है। यह केवल एक्वा रेजिया (तीव्र अम्लों का मिश्रण) में घुलती है। इसलिए, यह कथन सही सुमेलित है।

Option 4: एक धातु जिसका निष्कर्षण विद्युत अपघटनी अपचयन से होता है - ऐलुमीनियम

Explanation: ऐलुमीनियम का निष्कर्षण विद्युत अपघटनी अपचयन (इलेक्ट्रोलिसिस) के माध्यम से किया जाता है। बॉक्साइट से ऐलुमीनियम ऑक्साइड को अलग करके और फिर विद्युत अपघटनी प्रक्रिया का उपयोग करके ऐलुमीनियम प्राप्त किया जाता है। इसलिए, यह कथन सही सुमेलित है।

इस प्रकार, केवल विकल्प 1 ही सही सुमेलित नहीं है।

The correct arrangement of the given metals in descending order of their reactivity is Sodium > Magnesium > Zinc > Iron, as stated in Option 4. Here's a detailed explanation supporting this arrangement:

1. Sodium: Sodium is an alkali metal and is highly reactive. It reacts vigorously with water and oxygen, which places it at the top of the reactivity series among the given metals. Its high reactivity is due to its tendency to lose its single valence electron easily, forming a positive ion.

2. Magnesium: Magnesium is an alkaline earth metal and is less reactive than sodium but more reactive than zinc and iron. It reacts with water at higher temperatures and with acids to produce hydrogen gas. Magnesium's reactivity is due to its ability to lose two electrons to form a stable ionic compound.

3. Zinc: Zinc is less reactive than magnesium. It reacts with acids and can displace less reactive metals from their compounds. However, it does not react as vigorously with water as sodium or magnesium.

4. Iron: Iron is the least reactive among the given metals. It reacts slowly with water and oxygen, forming rust over time. Iron's reactivity is lower than that of zinc, magnesium, and sodium, which places it at the bottom of this list.

Explanation of Incorrect Options:

• Option 1 (Zinc > Iron > Magnesium > Sodium): This option incorrectly places zinc as more reactive than magnesium and sodium, which is not true. Sodium and magnesium are both more reactive than zinc.

• Option 2 (Sodium > Magnesium > Iron > Zinc): While this option correctly places sodium and magnesium at the top, it incorrectly suggests that iron is more reactive than zinc, which is not the case.

• Option 3 (Sodium > Zinc > Magnesium > Iron): This option incorrectly places zinc as more reactive than magnesium. Magnesium is more reactive than zinc, as it can displace zinc from its compounds.

In conclusion, Option 4 is correct because it accurately reflects the reactivity series of the given metals, with sodium being the most reactive and iron the least reactive.

सही उत्तर विकल्प 4 है: सोडियम > मैग्नीशियम > ज़िंक > आयरन

विकल्प 4 को सही ठहराने के लिए निम्नलिखित कारण दिए जा सकते हैं:

1. सोडियम की अभिक्रियाशीलता: सोडियम एक अत्यधिक अभिक्रियाशील धातु है और यह क्षार धातु समूह में आता है। इसकी अभिक्रियाशीलता बहुत अधिक होती है क्योंकि यह आसानी से इलेक्ट्रॉनों को खो देता है और अन्य तत्वों के साथ तेजी से प्रतिक्रिया करता है।

2. मैग्नीशियम की अभिक्रियाशीलता: मैग्नीशियम क्षारीय पृथ्वी धातु समूह में आता है और इसकी अभिक्रियाशीलता सोडियम से कम होती है, लेकिन फिर भी यह जिंक और आयरन से अधिक अभिक्रियाशील है। यह पानी और एसिड के साथ प्रतिक्रिया करता है, हालांकि सोडियम की तुलना में धीमी गति से।

3. जिंक की अभिक्रियाशीलता: जिंक की अभिक्रियाशीलता मैग्नीशियम से कम होती है। यह आमतौर पर एसिड के साथ प्रतिक्रिया करता है लेकिन पानी के साथ नहीं। इसकी अभिक्रियाशीलता आयरन से अधिक होती है।

4. आयरन की अभिक्रियाशीलता: आयरन की अभिक्रियाशीलता सबसे कम होती है। यह जिंक की तुलना में कम अभिक्रियाशील है और आमतौर पर ऑक्सीकरण के लिए प्रवृत्त होता है, जैसे कि जंग लगना।

अन्य विकल्प क्यों गलत हैं:

• विकल्प 1 (जिंक > आयरन > मैग्नीशियम > सोडियम): यह गलत है क्योंकि सोडियम की अभिक्रियाशीलता सबसे अधिक होती है, जबकि इस विकल्प में इसे सबसे कम दिखाया गया है।

• विकल्प 2 (सोडियम > मैग्नीशियम > आयरन > जिंक): यह गलत है क्योंकि जिंक की अभिक्रियाशीलता आयरन से अधिक होती है, जबकि इस विकल्प में आयरन को जिंक से अधिक अभिक्रियाशील दिखाया गया है।

• विकल्प 3 (सोडियम > जिंक > मैग्नीशियम > आयरन): यह गलत है क्योंकि मैग्नीशियम की अभिक्रियाशीलता जिंक से अधिक होती है, जबकि इस विकल्प में जिंक को मैग्नीशियम से अधिक अभिक्रियाशील दिखाया गया है।

इस प्रकार, विकल्प 4 सही है क्योंकि यह धातुओं की अभिक्रियाशीलता के सही क्रम को दर्शाता है।

Option 4, $CH_2=CH.CH_2.Cl$, is the most reactive halide among the given options. Here's why:

1. Explanation for Option 4 ($CH_2=CH.CH_2.Cl$):

   • This compound is known as allyl chloride. The presence of the double bond (C=C) adjacent to the chlorine atom significantly increases its reactivity. The double bond allows for resonance stabilization of the carbocation intermediate that forms during a reaction. This stabilization makes the allylic position highly reactive, as the positive charge can be delocalized over the π system. This delocalization lowers the activation energy for reactions, making allyl chloride more reactive than other alkyl chlorides.

2. Explanation for why other options are less reactive:

   • Option 1 ($CH_3.CH_2.Cl$):

     • This is ethyl chloride, a simple alkyl halide. It lacks any resonance stabilization because there are no double bonds or other electron-withdrawing groups adjacent to the chlorine. The reactivity of ethyl chloride is primarily determined by the strength of the C-Cl bond, which is relatively strong compared to allylic systems.

   • Option 2 ($CH_2=CH.Cl$):

     • This is vinyl chloride. Although it contains a double bond, the chlorine is directly attached to the sp2 hybridized carbon of the double bond. This makes the C-Cl bond stronger and less reactive due to the partial double bond character and the lack of resonance stabilization that would facilitate reaction. Vinyl chlorides are generally less reactive than allylic chlorides.

   • Option 3 ($CH_3.CH_2.CH_2.Cl$):

     • This is propyl chloride, another simple alkyl halide. Similar to ethyl chloride, it does not have any resonance stabilization or electron-withdrawing groups that would enhance its reactivity. The C-Cl bond is relatively strong, and without the presence of a double bond or resonance, it is less reactive than allyl chloride.

In summary, the presence of the allylic position in Option 4 ($CH_2=CH.CH_2.Cl$) allows for resonance stabilization, making it the most reactive halide among the given options. The other options lack this feature, resulting in lower reactivity.

Option 4, $CH_2=CH.CH_2.Cl$, is the correct answer because it is the most reactive halide among the given options. The reactivity of halides is influenced by several factors, including the presence of double bonds and the stability of the resulting carbocation during a reaction.

1. Explanation for Option 4 ($CH_2=CH.CH_2.Cl$):

   • This compound is known as allyl chloride. The presence of the double bond adjacent to the chlorine atom significantly increases its reactivity. This is due to the resonance stabilization of the allylic carbocation that forms when the chlorine leaves. The positive charge can be delocalized over the double bond, making the intermediate more stable and thus more reactive in nucleophilic substitution reactions.

2. Explanation for why other options are incorrect:

   • Option 1 ($CH_3.CH_2.Cl$):

     • This is ethyl chloride, a primary alkyl halide. While it is reactive, it lacks the resonance stabilization that allyl chloride has. The absence of a double bond means that the carbocation formed during reactions is less stable compared to the allylic carbocation.

   • Option 2 ($CH_2=CH.Cl$):

     • This is vinyl chloride. The chlorine atom is directly attached to a carbon-carbon double bond. In vinyl halides, the carbon-chlorine bond is stronger due to the partial double bond character, making them less reactive in nucleophilic substitution reactions compared to allylic halides.

   • Option 3 ($CH_3.CH_2.CH_2.Cl$):

     • This is propyl chloride, another primary alkyl halide. Similar to ethyl chloride, it does not benefit from resonance stabilization. The lack of a double bond means that the carbocation formed is less stable, resulting in lower reactivity compared to allyl chloride.

In summary, the presence of the double bond in allyl chloride (Option 4) allows for resonance stabilization of the carbocation, making it the most reactive halide among the given options. This enhanced reactivity is why Option 4 is the correct answer.

To understand why Option 3 is the correct answer, we need to analyze the statements related to the formation of ionic bonds and evaluate them based on established chemical principles.

Explanation for Option 3: (b) and (c)

1. Statement (b): Low IP of cation, high EA of anion

   • Ionization Potential (IP): This is the energy required to remove an electron from an atom. A low IP for the cation means it can easily lose an electron to form a positive ion, which is a key step in forming an ionic bond.
   • Electron Affinity (EA): This is the energy change when an electron is added to an atom. A high EA for the anion indicates that the atom readily gains an electron to form a negative ion. This is crucial for the formation of an ionic bond as it stabilizes the anion.
   • Therefore, a low IP for the cation and a high EA for the anion are conducive to the formation of ionic bonds, making statement (b) correct.

2. Statement (c): Large cation, small anion and less charge

   • Large Cation and Small Anion: A large cation and a small anion can lead to a strong electrostatic attraction, which is essential for the stability of an ionic bond. The size difference helps in maximizing the attraction between the oppositely charged ions.
   • Less Charge: While typically higher charges can lead to stronger ionic bonds, in some cases, less charge can reduce repulsion between ions in a lattice, contributing to stability in certain ionic compounds.
   • Thus, statement (c) is also correct in describing conditions favorable for ionic bond formation.

Explanation for Why Other Options are Incorrect

1. Option 1: (a) and (d)

   • Statement (a): Small cation, large anion
     • This is generally less favorable for ionic bond formation because a small cation and large anion can lead to weaker electrostatic interactions compared to a large cation and small anion.
   • Statement (d): Less lattice energy
     • Lattice energy is the energy released when ions come together to form a lattice. Higher lattice energy typically indicates a stronger ionic bond. Therefore, less lattice energy is not favorable for strong ionic bond formation.

2. Option 2: (b), (c) and (d)

   • While (b) and (c) are correct, as explained, statement (d) is incorrect for the reasons mentioned above.

3. Option 4: (a) and (b)

   • While statement (b) is correct, statement (a) is not favorable for the reasons previously discussed.

In conclusion, Option 3, which includes statements (b) and (c), correctly describes the conditions that are conducive to the formation of ionic bonds, making it the correct choice.

आयनिक बन्ध के निर्माण के सन्दर्भ में सही उत्तर विकल्प 3 है, जो (b) एवं (c) कथनों को सम्मिलित करता है। आइए इसे विस्तार से समझते हैं:

1. (b) धनायन पर कम आयनिक विभव, ऋणायन की उच्च वैद्युत बन्धुता: आयनिक बन्ध के निर्माण में, धनायन पर कम आयनिक विभव का अर्थ है कि धनायन आसानी से इलेक्ट्रॉनों को छोड़ सकता है, जिससे वह स्थिरता प्राप्त करता है। वहीं, ऋणायन की उच्च वैद्युत बन्धुता का अर्थ है कि वह आसानी से इलेक्ट्रॉनों को ग्रहण कर सकता है। यह दोनों गुण आयनिक बन्ध के निर्माण के लिए अनुकूल होते हैं क्योंकि वे इलेक्ट्रॉनों के स्थानांतरण को सुगम बनाते हैं।

2. (c) बड़ा धनायन, छोटा ऋणायन एवं कम आवेश: बड़ा धनायन और छोटा ऋणायन का संयोजन आयनिक बन्ध के लिए अनुकूल होता है क्योंकि बड़ा धनायन इलेक्ट्रॉनों को छोड़ने के लिए अधिक स्थान प्रदान करता है और छोटा ऋणायन उन्हें ग्रहण करने के लिए अधिक सक्षम होता है। कम आवेश का अर्थ है कि बन्धन के दौरान कम ऊर्जा की आवश्यकता होती है, जिससे बन्धन अधिक स्थिर होता है।

अब, आइए अन्य विकल्पों को गलत साबित करें:

1. (a) एवं (d): (a) छोटा धनायन, बड़ा ऋणायन - यह संयोजन आयनिक बन्ध के लिए आदर्श नहीं है क्योंकि छोटा धनायन इलेक्ट्रॉनों को छोड़ने में कम सक्षम होता है। (d) कम जालक ऊर्जा - यह कथन सही नहीं है क्योंकि आयनिक बन्ध के लिए उच्च जालक ऊर्जा की आवश्यकता होती है ताकि बन्धन स्थिर हो सके।

2. (b), (c) एवं (d): जबकि (b) और (c) सही हैं, (d) कम जालक ऊर्जा का कथन गलत है, जैसा कि पहले बताया गया है।

3. (a) एवं (b): (a) का कथन गलत है, जैसा कि पहले समझाया गया है।

इस प्रकार, विकल्प 3 सही है क्योंकि यह आयनिक बन्ध के निर्माण के लिए आवश्यक सही गुणों को दर्शाता है।

Option 2 is the correct answer for matching the metals with their common methods of extraction. Let's examine why this is the case:

1. Aluminium: Electrolysis of oxide dissolved in molten cryolite (i)(a)

   • Aluminium is extracted from its ore, bauxite, which is primarily composed of aluminium oxide (Al₂O₃). The extraction process involves dissolving aluminium oxide in molten cryolite to lower the melting point and then using electrolysis to separate the aluminium metal. This method is known as the Hall-Héroult process and is the most common method for extracting aluminium.

2. Iron: Reduction of the oxide with CO and coke in blast furnace (ii)(d)

   • Iron is typically extracted from its ores, such as hematite (Fe₂O₃) or magnetite (Fe₃O₄), using a blast furnace. In this process, the iron ore is reduced by carbon monoxide (CO) and coke (a form of carbon) to produce molten iron. This method is widely used in the steel industry and is known as the blast furnace process.

3. Copper: Roasting of sulphide partially and reduction (iii)(c)

   • Copper is often extracted from its sulphide ores, such as chalcopyrite (CuFeS₂), through a process that involves roasting. During roasting, the sulphide ore is heated in the presence of oxygen to convert it into copper oxide and sulphur dioxide. The copper oxide is then reduced to copper metal. This method is commonly used for copper extraction.

4. Zinc: Roasting followed by reduction with coke (iv)(b)

   • Zinc is typically extracted from its sulphide ore, zinc blende (ZnS), through a process that involves roasting followed by reduction. The zinc sulphide is first roasted in the presence of oxygen to form zinc oxide (ZnO) and sulphur dioxide. The zinc oxide is then reduced using coke to produce zinc metal. This method is known as the pyrometallurgical process for zinc extraction.

Now, let's explain why the other options are incorrect:

• Option 1: (i)(a); (ii)(b); (iii)(c); (iv)(d)

  • This option incorrectly matches iron with roasting followed by reduction with coke (ii)(b), which is not the typical method for iron extraction. Iron is extracted using a blast furnace, as explained above.

• Option 3: (i)(a); (ii)(c); (iii)(d); (iv)(b)

  • This option incorrectly matches iron with roasting of sulphide partially and reduction (ii)(c), which is not applicable to iron extraction. Additionally, it incorrectly matches copper with reduction of the oxide with CO and coke in blast furnace (iii)(d), which is not the common method for copper extraction.

• Option 4: (i)(b); (ii)(a); (iii)(c); (iv)(d)

  • This option incorrectly matches aluminium with roasting followed by reduction with coke (i)(b), which is not the method used for aluminium extraction. It also incorrectly matches iron with electrolysis of oxide dissolved in molten cryolite (ii)(a), which is not applicable to iron extraction.

In conclusion, Option 2 correctly matches each metal with its common method of extraction, based on established metallurgical processes.

Option 2 is the correct answer for matching the metals with their common extraction methods. Let's examine why this option is correct and why the others are not.

1. (i) ऐल्युमिनियम : (a) गलित क्रायोलाइट में विलेय ऑक्साइड का वैद्युत अपघटन

   • ऐल्युमिनियम का निष्कर्षण बॉक्साइट अयस्क से होता है, जिसमें ऑक्साइड का वैद्युत अपघटन गलित क्रायोलाइट में किया जाता है। यह प्रक्रिया हॉल-हेरॉल्ट प्रक्रिया के रूप में जानी जाती है। इसलिए, ऐल्युमिनियम के लिए (a) सही विधि है।

2. (ii) आयरन : (d) वात्या भट्टी में CO तथा कोक के साथ ऑक्साइड का अपचयन

   • आयरन का निष्कर्षण मुख्य रूप से हेमेटाइट या मैग्नेटाइट अयस्क से होता है। इसे वात्या भट्टी में कोक और CO के साथ अपचयन करके प्राप्त किया जाता है। इसलिए, आयरन के लिए (d) सही विधि है।

3. (iii) कॉपर (ताँबा) : (c) सल्फाइड अयस्क का आंशिक भर्जन तथा अपचयन

   • कॉपर का निष्कर्षण मुख्य रूप से सल्फाइड अयस्कों से होता है। इसमें आंशिक भर्जन और अपचयन की प्रक्रिया शामिल होती है, जिसे स्मेल्टिंग कहा जाता है। इसलिए, कॉपर के लिए (c) सही विधि है।

4. (iv) जिंक : (b) भर्जन तत्पश्चात् कोक द्वारा अपचयन

   • जिंक का निष्कर्षण मुख्य रूप से जिंक ब्लेंड (ZnS) से होता है। इसमें पहले भर्जन करके ZnO में परिवर्तित किया जाता है और फिर कोक के साथ अपचयन किया जाता है। इसलिए, जिंक के लिए (b) सही विधि है।

अब, आइए देखें कि अन्य विकल्प क्यों गलत हैं:

• Option 1: इसमें आयरन के लिए (b) दिया गया है, जो गलत है क्योंकि आयरन का निष्कर्षण वात्या भट्टी में होता है, न कि भर्जन और कोक द्वारा।
• Option 3: इसमें आयरन के लिए (c) और कॉपर के लिए (d) दिया गया है, जो गलत है क्योंकि आयरन का निष्कर्षण सल्फाइड अयस्क से नहीं होता और कॉपर का निष्कर्षण वात्या भट्टी में नहीं होता।
• Option 4: इसमें ऐल्युमिनियम के लिए (b) और आयरन के लिए (a) दिया गया है, जो गलत है क्योंकि ऐल्युमिनियम का निष्कर्षण भर्जन द्वारा नहीं होता और आयरन का निष्कर्षण वैद्युत अपघटन द्वारा नहीं होता।

इस प्रकार, Option 2 सही है क्योंकि यह सभी धातुओं के लिए सही निष्कर्षण विधियों का मिलान करता है।

The ore of aluminium, known as bauxite, is primarily composed of the mineral gibbsite, which is chemically represented as $Al_2O_3 \cdot 2H_2O$. This is why Option 3 is the correct answer. Let's delve into the details to understand why this is the case and why the other options are incorrect.

1. Explanation for Option 3 ($Al_2O_3 \cdot 2H_2O$):

   • Bauxite is not a single mineral but a mixture of several aluminium hydroxide minerals. The most common of these is gibbsite, which has the chemical formula $Al_2O_3 \cdot 2H_2O$. This formula indicates that gibbsite is a hydrated form of aluminium oxide, containing two molecules of water for every molecule of aluminium oxide. This hydration is a key characteristic of bauxite, making Option 3 the correct choice.

2. Why Option 1 ($Al_2O_3$) is incorrect:

   • Option 1 represents aluminium oxide, also known as alumina. While alumina is a component of bauxite, it is not the ore itself. Bauxite is specifically a hydrated form of aluminium oxide, which means it contains water molecules. Therefore, $Al_2O_3$ alone does not accurately represent the composition of bauxite.

3. Why Option 2 ($Al_2O_3 \cdot H_2O$) is incorrect:

   • Option 2 represents a monohydrate form of aluminium oxide. However, the most common form of bauxite contains two water molecules per aluminium oxide molecule, as seen in gibbsite ($Al_2O_3 \cdot 2H_2O$). Thus, while this option suggests a hydrated form, it does not match the typical composition of bauxite.

4. Why Option 4 ($Na_3AlF_6$) is incorrect:

   • Option 4 represents cryolite, which is a different mineral altogether. Cryolite is primarily used in the aluminium extraction process as a flux in the electrolytic production of aluminium, but it is not an ore of aluminium. Therefore, it does not represent bauxite in any form.

In conclusion, the correct representation of bauxite, the primary ore of aluminium, is $Al_2O_3 \cdot 2H_2O$, making Option 3 the accurate choice.

ऐल्युमिनियम का अयस्क 'बॉक्साइट' मुख्य रूप से $Al_2O_3 \cdot 2H_2O$ होता है, जो कि विकल्प 3 है। बॉक्साइट एक हाइड्रेटेड ऐल्युमिनियम ऑक्साइड है और इसमें जल के अणु जुड़े होते हैं। यह अयस्क ऐल्युमिनियम के उत्पादन के लिए सबसे महत्वपूर्ण स्रोत है। बॉक्साइट में ऐल्युमिनियम ऑक्साइड के साथ जल के अणु जुड़े होते हैं, जो इसे हाइड्रेटेड बनाते हैं। इसलिए, विकल्प 3 सही है।

अब अन्य विकल्पों की चर्चा करते हैं:

1. विकल्प 1: $Al_2O_3$ - यह ऐल्युमिनियम ऑक्साइड है, जिसे 'एल्यूमिना' भी कहा जाता है। हालांकि यह ऐल्युमिनियम का एक यौगिक है, लेकिन यह बॉक्साइट का सही प्रतिनिधित्व नहीं करता क्योंकि इसमें जल के अणु नहीं होते।

2. विकल्प 2: $Al_2O_3 \cdot H_2O$ - यह मोनोहाइड्रेटेड रूप है, लेकिन बॉक्साइट का सही रूप नहीं है। बॉक्साइट में दो जल के अणु होते हैं, इसलिए यह विकल्प सही नहीं है।

3. विकल्प 4: $Na_3AlF_6$ - यह क्रायोलाइट है, जो ऐल्युमिनियम के इलेक्ट्रोलिसिस में सहायक के रूप में उपयोग होता है, लेकिन यह बॉक्साइट नहीं है।

इस प्रकार, विकल्प 3 ($Al_2O_3 \cdot 2H_2O$) सही उत्तर है क्योंकि यह बॉक्साइट का सही रासायनिक रूप है।

Option 2, Calamine, is the correct answer because it is the carbonate ore of zinc. Calamine primarily consists of zinc carbonate (ZnCO₃), which is a mineral form of zinc. This makes it distinct from other zinc ores, which are not carbonates.

1. Explanation for Option 2 (Calamine):

   • Calamine is a mineral that contains zinc carbonate. It is one of the primary sources of zinc and is specifically classified as a carbonate ore. The presence of the carbonate ion (CO₃²⁻) in its chemical structure is what defines it as a carbonate ore. This makes Calamine the correct answer when identifying a carbonate ore of zinc.

2. Explanation for why other options are incorrect:

   • Option 1 (Zinc blende):

     • Zinc blende, also known as sphalerite, is primarily composed of zinc sulfide (ZnS). It is not a carbonate ore but rather a sulfide ore. The presence of sulfur in its composition differentiates it from carbonate ores.

   • Option 3 (Zincite):

     • Zincite is a mineral form of zinc oxide (ZnO). It is an oxide ore, not a carbonate ore. The absence of carbonate ions in its structure means it cannot be classified as a carbonate ore.

   • Option 4 (Sphalerite):

     • Sphalerite is another name for zinc blende, which, as mentioned earlier, is composed of zinc sulfide (ZnS). Like zinc blende, it is a sulfide ore and not a carbonate ore.

In conclusion, Calamine is the only option among the given choices that is a carbonate ore of zinc, as it contains zinc carbonate. This makes Option 2 the correct answer.

कैलामाइन (Option 2) जिंक की कार्बोनेट अयस्क है। इसे जिंक कार्बोनेट (ZnCO₃) के रूप में जाना जाता है। कैलामाइन का उपयोग जिंक के स्रोत के रूप में किया जाता है और यह जिंक के अन्य यौगिकों के निर्माण में भी सहायक होता है। यह अयस्क जिंक के कार्बोनेट रूप में पाया जाता है, जो इसे इस श्रेणी में विशिष्ट बनाता है।

अब हम अन्य विकल्पों पर विचार करते हैं और समझते हैं कि वे क्यों गलत हैं:

1. जिंक ब्लेंड (Option 1): जिंक ब्लेंड को स्फेलेराइट भी कहा जाता है और यह जिंक सल्फाइड (ZnS) का रूप है। यह जिंक का सल्फाइड अयस्क है, न कि कार्बोनेट अयस्क। इसलिए, यह विकल्प गलत है।

2. जिंकाइट (Option 3): जिंकाइट जिंक ऑक्साइड (ZnO) का रूप है। यह जिंक का ऑक्साइड अयस्क है, जो इसे कार्बोनेट अयस्क की श्रेणी से बाहर करता है। इसलिए, यह विकल्प भी गलत है।

3. स्फेलेराइट (Option 4): जैसा कि पहले बताया गया, स्फेलेराइट जिंक सल्फाइड (ZnS) है और यह जिंक का सल्फाइड अयस्क है। यह कार्बोनेट अयस्क नहीं है, इसलिए यह विकल्प भी गलत है।

इस प्रकार, कैलामाइन (Option 2) ही सही उत्तर है क्योंकि यह जिंक का कार्बोनेट अयस्क है।

In the process of smelting, an additional substance is added to the ore to facilitate the removal of impurities. This substance is known as a "flux." However, the correct answer to the question is Option 2: Slag. Let's explore why this is the case and why the other options are incorrect.

1. Explanation for Option 2 (Slag):

   • During smelting, the flux combines with impurities present in the ore to form a separate layer of material known as slag. Slag is a byproduct that is less dense than the molten metal and can be easily removed. It is a fusible product because it melts and separates from the metal, allowing for the purification of the metal. The formation of slag is crucial as it helps in removing unwanted materials and impurities, ensuring that the final metal product is pure and of high quality.

2. Why Option 1 (Flux) is Incorrect:

   • While flux is indeed added during smelting, it is not the fusible product formed. Instead, flux is the substance that reacts with the impurities to form slag. Therefore, flux is the agent that facilitates the formation of slag, but it is not the fusible product itself.

3. Why Option 3 (Gangue) is Incorrect:

   • Gangue refers to the non-valuable minerals or materials that are found alongside the desired metal ore. During the smelting process, gangue is not transformed into a fusible product. Instead, it is one of the impurities that the flux helps to remove by forming slag. Gangue is not involved in the formation of the fusible product.

4. Why Option 4 (Mud) is Incorrect:

   • Mud is not a term associated with the smelting process. It does not refer to any component or byproduct of smelting. Therefore, it is not relevant to the formation of a fusible product during smelting.

In conclusion, Option 2 (Slag) is the correct answer because slag is the fusible product formed during smelting when flux combines with impurities. This process is essential for purifying the metal and ensuring that the final product is free from unwanted materials.

प्रगलन के दौरान एक अतिरिक्त पदार्थ मिलाया जाता है जो अशुद्धियों के साथ संयुक्त होकर एक गलनीय उत्पाद बनाता है। इस प्रक्रिया में सही उत्तर विकल्प 2, "धातुमल" है। आइए इसे विस्तार से समझते हैं:

1. धातुमल (Option 2): प्रगलन प्रक्रिया में, धातुमल वह उत्पाद है जो धातु के अयस्कों से अशुद्धियों को अलग करने के लिए बनता है। जब अयस्क को गर्म किया जाता है, तो उसमें मौजूद अशुद्धियाँ धातुमल के रूप में अलग हो जाती हैं। यह धातुमल एक गलनीय उत्पाद होता है जो धातु से अलग होकर सतह पर तैरता है और इसे आसानी से हटाया जा सकता है। इस प्रकार, धातुमल का निर्माण अशुद्धियों को हटाने के लिए आवश्यक है और यह प्रगलन प्रक्रिया का एक महत्वपूर्ण हिस्सा है।

2. फ्लक्स (गालक) (Option 1): फ्लक्स एक ऐसा पदार्थ है जो प्रगलन प्रक्रिया में मिलाया जाता है ताकि धातुमल का निर्माण हो सके। हालांकि, फ्लक्स स्वयं गलनीय उत्पाद नहीं बनाता, बल्कि यह अशुद्धियों के साथ प्रतिक्रिया करके धातुमल के निर्माण में सहायक होता है। इसलिए, फ्लक्स का मुख्य कार्य धातुमल के निर्माण में मदद करना है, न कि स्वयं गलनीय उत्पाद बनना।

3. आधात्री (Option 3): आधात्री का प्रगलन प्रक्रिया में कोई सीधा संबंध नहीं है। यह एक अलग प्रक्रिया या उपकरण से संबंधित हो सकता है, लेकिन यह गलनीय उत्पाद के निर्माण में शामिल नहीं होता।

4. पंक (Option 4): पंक का अर्थ कीचड़ या गंदगी होता है, जो प्रगलन प्रक्रिया में गलनीय उत्पाद के रूप में नहीं बनता। यह शब्द प्रगलन प्रक्रिया के संदर्भ में उपयुक्त नहीं है।

इस प्रकार, प्रगलन के दौरान गलनीय उत्पाद के रूप में धातुमल का निर्माण होता है, जो अशुद्धियों को धातु से अलग करने में सहायक होता है। यही कारण है कि विकल्प 2, "धातुमल", सही उत्तर है।

During the electrolytic refining of copper, impurities present in the copper settle down as anode mud. The composition of this anode mud depends on the impurities present in the raw copper. Among the options provided, gold is the correct answer for the metal present in the anode mud during this process. Here's why:

1. Gold (Option 2): Gold is often found in trace amounts in copper ores. During the electrolytic refining process, copper is dissolved from the anode and deposited on the cathode. However, gold, being less reactive and more noble than copper, does not dissolve in the electrolyte. Instead, it settles at the bottom of the electrolytic cell as part of the anode mud. This is why gold is present in the anode mud.

2. Aluminium (Option 1): Aluminium is not typically found in copper ores and is not a common impurity in copper. Moreover, aluminium is more reactive than copper and would not remain in the anode mud. Instead, if present, it would dissolve in the electrolyte.

3. Sodium (Option 3): Sodium is highly reactive and is not found as a metal in copper ores. It is not a typical impurity in copper and would not be present in the anode mud. Sodium, if present, would dissolve in the electrolyte due to its high reactivity.

4. Zinc (Option 4): Zinc is more reactive than copper and, if present as an impurity, would dissolve in the electrolyte rather than settling as anode mud. Therefore, zinc is not found in the anode mud during the electrolytic refining of copper.

In conclusion, gold is the correct answer because it is a noble metal that does not dissolve in the electrolyte during the refining process, leading it to accumulate in the anode mud.

कॉपर के विद्युत अपघटनी शोधन में ऐनोड पंक के रूप में सोना (Option 2) उपस्थित होता है। इस प्रक्रिया में, जब कॉपर को शुद्ध किया जाता है, तो अशुद्धियाँ ऐनोड पंक के रूप में नीचे गिरती हैं। सोना एक ऐसी धातु है जो कॉपर के साथ मिश्रित हो सकती है और शोधन प्रक्रिया के दौरान ऐनोड पंक के रूप में अलग हो जाती है। सोना एक मूल्यवान धातु है और इसे कॉपर के शोधन के दौरान पुनः प्राप्त किया जा सकता है।

अब, आइए देखें कि अन्य विकल्प क्यों गलत हैं:

1. ऐलुमीनियम: ऐलुमीनियम आमतौर पर कॉपर के साथ मिश्रित नहीं होता है और विद्युत अपघटनी शोधन में ऐनोड पंक के रूप में नहीं पाया जाता है। यह धातु कॉपर की शोधन प्रक्रिया में शामिल नहीं होती।

2. सोडियम: सोडियम एक अत्यधिक प्रतिक्रियाशील धातु है और इसे कॉपर के साथ मिश्रित नहीं किया जाता है। यह कॉपर के शोधन में ऐनोड पंक के रूप में नहीं पाया जाता।

3. जिंक: जिंक भी कॉपर के साथ मिश्रित हो सकता है, लेकिन यह आमतौर पर ऐनोड पंक के रूप में नहीं पाया जाता है। जिंक की तुलना में सोना अधिक मूल्यवान और महत्वपूर्ण धातु है जो शोधन प्रक्रिया में अलग की जाती है।

इस प्रकार, सोना (Option 2) सही उत्तर है क्योंकि यह कॉपर के विद्युत अपघटनी शोधन में ऐनोड पंक के रूप में उपस्थित होता है।

Explanation:

1. Coke (Option 1): Coke is the correct answer because it is a crucial material used in the extraction of metals, particularly in the process of smelting iron ore in a blast furnace. Coke serves as both a fuel and a reducing agent. It provides the necessary heat to melt the ore and facilitates the reduction of metal oxides to pure metal by removing oxygen. The carbon in coke reacts with oxygen to form carbon monoxide, which then reduces the metal oxides to metal. This process is essential in the production of iron and steel, making coke indispensable in metal extraction.

2. Coal gas (Option 2): Coal gas is not used in the extraction of metals. It is a byproduct of the coal carbonization process and is primarily used as a fuel for heating and lighting. While it can be used as an energy source, it does not play a direct role in the chemical reduction of metal ores, which is necessary for metal extraction.

3. Coaltar (Option 3): Coaltar is a byproduct obtained during the destructive distillation of coal. It is not used in the extraction of metals. Instead, coaltar is primarily used in the production of chemicals, dyes, and pharmaceuticals. It does not have the properties required to act as a reducing agent or fuel in metal extraction processes.

4. Petroleum (Option 4): Petroleum is a complex mixture of hydrocarbons and is primarily used as a source of fuel and raw materials for the petrochemical industry. It is not used in the extraction of metals. The processes involved in metal extraction require specific reducing agents and fuels, such as coke, which petroleum does not provide.

In summary, coke is the correct choice because it is specifically used in the extraction of metals due to its properties as a reducing agent and fuel, which are essential for the smelting process. The other options do not fulfill these roles in metal extraction.

धातुओं के निष्कर्षण में कोक का उपयोग क्यों किया जाता है, इसे समझने के लिए हमें धातु निष्कर्षण की प्रक्रिया पर ध्यान देना होगा। धातुओं के निष्कर्षण में कोक का उपयोग मुख्य रूप से रिड्यूसिंग एजेंट के रूप में किया जाता है। कोक कार्बन का एक रूप है जो धातु अयस्कों से ऑक्सीजन को हटाने में मदद करता है, जिससे शुद्ध धातु प्राप्त होती है। यह प्रक्रिया विशेष रूप से लौह धातु के निष्कर्षण में महत्वपूर्ण है, जैसे कि लोहे के अयस्क से लोहे का निष्कर्षण।

अब हम अन्य विकल्पों पर विचार करते हैं:

2. कोल गैस: कोल गैस का उपयोग मुख्य रूप से ईंधन के रूप में किया जाता है और यह धातु निष्कर्षण में रिड्यूसिंग एजेंट के रूप में प्रभावी नहीं है। इसका उपयोग धातु निष्कर्षण की प्रक्रिया में नहीं होता है।

3. कोलतार: कोलतार का उपयोग मुख्य रूप से सड़क निर्माण और रासायनिक उद्योगों में होता है। यह धातु निष्कर्षण की प्रक्रिया में कोई भूमिका नहीं निभाता है।

4. पेट्रोलियम: पेट्रोलियम का उपयोग मुख्य रूप से ऊर्जा स्रोत के रूप में होता है, जैसे कि ईंधन के रूप में। यह धातु निष्कर्षण में रिड्यूसिंग एजेंट के रूप में उपयोग नहीं किया जाता है।

इस प्रकार, धातुओं के निष्कर्षण में कोक का उपयोग सबसे उपयुक्त और प्रभावी है, इसलिए विकल्प 1 सही उत्तर है।