तनु हाइड्रोक्लोरिक एसिड की जिंक ग्रेन्यूल्स (जस्ते के दानों) के साथ अभिक्रिया होने पर कौन सी गैस निकलती है?

Question

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The correct answer is C: हाइड्रोजन. जब तनु हाइड्रोक्लोरिक एसिड की जिंक ग्रेन्यूल्स के साथ अभिक्रिया होती है, तो एक एकल विस्थापन अभिक्रिया (single displacement reaction) होती है। जिंक, हाइड्रोजन से अधिक प्रतिक्रियाशील होता है, जिससे यह एसिड से हाइड्रोजन आयनों को विस्थापित करके जिंक क्लोराइड बनाता है और हाइड्रोजन गैस उत्सर्जित करता है।

Step-by-Step Solution & Concepts:
जब तनु हाइड्रोक्लोरिक एसिड की जिंक ग्रेन्यूल्स के साथ अभिक्रिया होती है, तो एक एकल विस्थापन अभिक्रिया (single displacement reaction) होती है। जिंक, हाइड्रोजन से अधिक प्रतिक्रियाशील होता है, जिससे यह एसिड से हाइड्रोजन आयनों को विस्थापित करके जिंक क्लोराइड बनाता है और हाइड्रोजन गैस उत्सर्जित करता है।

Working Principle: जिंक इलेक्ट्रॉन खोकर ऑक्सीकरण से गुजरता है (Zn $\rightarrow$ Zn$^{2+} + 2e^-$), जबकि HCl के हाइड्रोजन आयन इलेक्ट्रॉन प्राप्त करके अपचयन से गुजरते हैं (2H$^+ + 2e^-$ $\rightarrow$ H$_2$$\uparrowN$) [या H$_2$$\uparrow$]। इसका अंतिम परिणाम धातु की सतह से हाइड्रोजन गैस के बुलबुले निकलना है।

Key Formulas: $Zn(s) + 2HCl(aq) \rightarrow ZnCl_2(aq) + H_2(g)$ — एकल विस्थापन अभिक्रिया

Key Points: धातुओं की प्रतिक्रियाशीलता श्रृंखला (reactivity series) में जिंक हाइड्रोजन के ऊपर स्थित है।; हाइड्रोजन गैस के निकलने की पुष्टि जलती हुई तीली को इसके पास लाने पर एक विशिष्ट 'पॉप' (pop) ध्वनि से होती है।; यह अभिक्रिया ऊष्माक्षेपी (exothermic) होती है।

Advantages: छोटे पैमाने पर हाइड्रोजन गैस उत्पन्न करने की सरल और मानक प्रयोगशाला विधि

Disadvantages: शुद्ध जिंक धीमी गति से प्रतिक्रिया करता है; गैल्वेनिक सेल गठन के माध्यम से दर को उत्प्रेरित करने के लिए कभी-कभी कॉपर सल्फेट के अंश मिलाए जाते हैं

Applications: हाइड्रोजन गैस की प्रयोगशाला में तैयारी; CBT परीक्षाओं में एकल-विस्थापन और धातु-एसिड प्रतिक्रियाशीलता का प्रदर्शन

Additional Info: नाइट्रिक एसिड ($HNO_3$) एक मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट है और आमतौर पर सक्रिय धातुओं के साथ $H_2$ गैस के बजाय नाइट्रोजन ऑक्साइड उत्पन्न करता है।. विकल्प A, B, और D मानक सक्रिय धातुओं के साथ तनु गैर-ऑक्सीकरण एसिड के अपचयन विस्थापन उत्पादों का प्रतिनिधित्व नहीं करते हैं।

Answer: C सही है — तनु हाइड्रोक्लोरिक एसिड जिंक ग्रेन्यूल्स के साथ प्रतिक्रिया करके हाइड्रोजन गैस उत्सर्जित करता है।

Exam Tip: HNO_3 जैसे ऑक्सीकरण एसिड से सावधान रहें; वे $H_2$ के तत्काल ऑक्सीकरण के कारण धातुओं के साथ शायद ही कभी $H_2$ गैस छोड़ते हैं।

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Option A: क्लोरीन

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Option B: ऑक्सीजन

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Option D: नाइट्रोजन

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