जिंक (जस्ता) का एक टुकड़ा तीन अलग-अलग विलयनों में रखा जाता है: लेड नाइट्रेट, एल्युमिनियम सल्फेट और सिल्वर नाइट

Question

जिंक (जस्ता) का एक टुकड़ा तीन अलग-अलग विलयनों में रखा जाता है: लेड नाइट्रेट, एल्युमिनियम सल्फेट और सिल्वर नाइट्रेट। जिंक किस विलयन/विलयनों से धातु को विस्थापित करने में सक्षम होगा?

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The correct answer is A: लेड नाइट्रेट और सिल्वर नाइट्रेट. जिंक (Zn), लेड (Pb) और सिल्वर (Ag) से अधिक अभिक्रियाशील है लेकिन एल्युमिनियम (Al) से कम अभिक्रियाशील है। धातुओं की अभिक्रियाशीलता श्रेणी के अनुसार, एक अधिक अभिक्रियाशील धातु अपने लवण के विलयन से कम अभिक्रियाशील धातु को विस्थापित कर देती है, यही कारण है कि जिंक लेड और सिल्वर को विस्थापित कर देता है लेकिन एल्युमिनियम को विस्थापित नहीं कर सकता है।

Step-by-Step Solution & Concepts:
जिंक (Zn), लेड (Pb) और सिल्वर (Ag) से अधिक अभिक्रियाशील है लेकिन एल्युमिनियम (Al) से कम अभिक्रियाशील है। धातुओं की अभिक्रियाशीलता श्रेणी के अनुसार, एक अधिक अभिक्रियाशील धातु अपने लवण के विलयन से कम अभिक्रियाशील धातु को विस्थापित कर देती है, यही कारण है कि जिंक लेड और सिल्वर को विस्थापित कर देता है लेकिन एल्युमिनियम को विस्थापित नहीं कर सकता है।

Working Principle: यह विद्युत रासायनिक श्रेणी पर आधारित एक एकल विस्थापन अभिक्रिया है। जिंक ऑक्सीकरण ( $Zn \rightarrow Zn^{2+} + 2e^-$ ) से गुजरता है, विलयन में मौजूद धातु के धनायनों ( $Pb^{2+}$ या $Ag^+$ ) को इलेक्ट्रॉन प्रदान करता है, जो फिर अपचयन से गुजरते हैं और ठोस धातु के रूप में जमा हो जाते हैं। चूंकि एल्युमिनियम श्रेणी में जिंक से ऊपर है, इसलिए जिंक, एल्युमिनियम सल्फेट में मौजूद $Al^{3+}$ आयनों को अपचयित नहीं कर सकता है।

Key Formulas: $Zn + Pb(NO_{3})_{2} \rightarrow Zn(NO_{3})_{2} + Pb$; $Zn + 2AgNO_{3} \rightarrow Zn(NO_{3})_{2} + 2Ag$

Key Points: अधिक अभिक्रियाशील धातु कम अभिक्रियाशील धातु को विस्थापित कर देती है।; एल्युमिनियम, जिंक से अधिक अभिक्रियाशील है, इसलिए एल्युमिनियम सल्फेट में कोई विस्थापन नहीं होता।; अभिक्रियाशीलता श्रेणी में नीचे जाने पर घटती है: Al > Zn > Pb > Ag।

Advantages: औद्योगिक धातु निष्कर्षण प्रक्रियाओं में उपयोग किया जाता है (जैसे, सिल्वर निकालना)।

Disadvantages: एल्युमिनियम या मैग्नीशियम जैसी धातुओं को उनके लवणों से निकालने के लिए उपयोग नहीं किया जा सकता।

Applications: इलेक्ट्रोप्लेटिंग उद्योग; कीमती धातुओं का निष्कर्षण

Additional Info: अभिक्रियाशीलता श्रेणी का क्रम: K > Na > Ca > Mg > Al > Zn > Fe > Pb > H > Cu > Ag > Au।. विकल्प B और C गलत हैं क्योंकि वे सभी सफल विस्थापनों की पहचान करने में विफल रहते हैं या गलत तरीके से एल्युमिनियम विस्थापन का सुझाव देते हैं।

Answer: A सही है — जिंक, लेड और सिल्वर से अधिक अभिक्रियाशील है, जिससे यह उन्हें उनके संबंधित विलयनों से विस्थापित कर देता है, जबकि यह एल्युमिनियम से कम अभिक्रियाशील है।

Exam Tip: धातु अभिक्रियाशीलता श्रेणी के क्रम को हमेशा याद रखें, क्योंकि यह प्रतियोगी रसायन विज्ञान परीक्षाओं में प्रश्नों का एक सामान्य स्रोत है।

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Option B: केवल सिल्वर नाइट्रेट

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Option C: एल्युमिनियम सल्फेट और सिल्वर नाइट्रेट

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Option D: लेड नाइट्रेट और एल्युमिनियम सल्फेट

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