एक छात्र ने लोहे की कीलों को बीस मिनट के लिए 'X' विलयन में डुबोया। कुछ समय बाद उसने देखा कि लोहे की कीलों का र

Question

एक छात्र ने लोहे की कीलों को बीस मिनट के लिए 'X' विलयन में डुबोया। कुछ समय बाद उसने देखा कि लोहे की कीलों का रंग भूरा हो गया है। उस विलयन 'X' की पहचान करें जिसमें कील डुबोई गई थी।

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The correct answer is B: कॉपर सल्फेट. छात्र ने एक विस्थापन अभिक्रिया देखी है। जब लोहे की कीलों को कॉपर सल्फेट के विलयन में डुबोया जाता है, तो लोहा (अधिक अभिक्रियाशील होने के कारण) विलयन से कॉपर को विस्थापित कर देता है, जिससे आयरन सल्फेट बनता है और कीलों पर धात्विक कॉपर जमा हो जाता है, जो उन्हें भूरा रंग देता है।

Step-by-Step Solution & Concepts:
छात्र ने एक विस्थापन अभिक्रिया देखी है। जब लोहे की कीलों को कॉपर सल्फेट के विलयन में डुबोया जाता है, तो लोहा (अधिक अभिक्रियाशील होने के कारण) विलयन से कॉपर को विस्थापित कर देता है, जिससे आयरन सल्फेट बनता है और कीलों पर धात्विक कॉपर जमा हो जाता है, जो उन्हें भूरा रंग देता है।

Working Principle: इसके पीछे का सिद्धांत धातुओं की सक्रियता श्रेणी (reactivity series) है। लोहा ($Fe$), कॉपर ($Cu$) से अधिक अभिक्रियाशील है, इसलिए यह नीले रंग के कॉपर सल्फेट विलयन ($CuSO_4$) से कॉपर आयनों को विस्थापित कर देता है। रासायनिक समीकरण है: $$Fe(s) + CuSO_4(aq) \rightarrow FeSO_4(aq) + Cu(s)$$। आयरन(II) सल्फेट के बनने के कारण विलयन का नीला रंग अंततः हल्के हरे रंग में बदल जाता है, और कील पर जमा होने वाली लाल-भूरे रंग की परत ठोस कॉपर होती है।

Key Formulas: $Fe(s) + CuSO_4(aq) \rightarrow FeSO_4(aq) + Cu(s)$ — विस्थापन अभिक्रिया का रासायनिक समीकरण

Key Points: कॉपर सल्फेट का प्रारंभिक विलयन नीले रंग का होता है।; लोहा कॉपर की जगह ले लेता है क्योंकि यह सक्रियता श्रेणी में उससे ऊपर है।; कील पर भूरे रंग की परत मूल रूप से कॉपर है।; आयरन(II) सल्फेट बनने के कारण विलयन का रंग नीला से हल्का हरा हो जाता है।

Applications: रसायन विज्ञान प्रयोगशालाओं में सक्रियता श्रेणी प्रदर्शित करने के लिए उपयोग किया जाता है; निष्कर्षण धातु विज्ञान में मौलिक सिद्धांत

Additional Info: कॉपर सल्फेट स्कूल के प्रयोगों में उपयोग किया जाने वाला एक सामान्य लवण है।. विकल्प A गलत है क्योंकि लोहा आयरन सल्फेट के साथ अभिक्रिया नहीं करता है।. विकल्प C और D गलत हैं क्योंकि लोहा लेड या जिंक को विस्थापित करने के लिए पर्याप्त अभिक्रियाशील नहीं है।

Answer: B सही है — लोहे की कील पर भूरा रंग कॉपर सल्फेट विलयन में विस्थापन अभिक्रिया के माध्यम से कॉपर धातु के जमा होने के कारण होता है।

Exam Tip: याद रखें: एक अधिक अभिक्रियाशील धातु हमेशा कम अभिक्रियाशील धातु को उसके लवण विलयन से विस्थापित कर देती है। इन अभिक्रियाओं की भविष्यवाणी करने के लिए सक्रियता श्रेणी (K, Na, Ca, Mg, Al, Zn, Fe, Pb, H, Cu, Hg, Ag, Au) की जाँच करें।

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Option A: आयरन सल्फेट

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Option C: लेड सल्फेट

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Option D: जिंक सल्फेट

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