Occurrence and Extraction of Metals Questions in Hindi

(N/A) $(i)$ खनिज: पृथ्वी की भूपर्पटी में प्राकृतिक रूप से पाए जाने वाले तत्वों या यौगिकों को खनिज कहते हैं। खनिजों का रासायनिक संगठन निश्चित होता है।
$(ii)$ अयस्क: वे खनिज जिनसे धातुओं को लाभप्रद रूप से निष्कर्षित किया जा सकता है,उन्हें अयस्क कहते हैं।
$(iii)$ गैंग: पृथ्वी से खनन द्वारा निकाले गए अयस्कों में मिट्टी,रेत,कंकड़ आदि जैसी कई अशुद्धियाँ होती हैं,जिन्हें गैंग कहा जाता है।

(A) सक्रियता श्रेणी में सबसे नीचे स्थित धातुएं सबसे कम अभिक्रियाशील होती हैं और प्रकृति में मुक्त (स्वतंत्र) अवस्था में पाई जाती हैं क्योंकि वे वायुमंडल में मौजूद ऑक्सीजन,नमी या अन्य रसायनों के साथ आसानी से अभिक्रिया नहीं करती हैं।
ऐसी धातुओं के उदाहरणों में $Gold$ (सोना - $Au$),$Silver$ (चांदी - $Ag$) और $Platinum$ (प्लेटिनम - $Pt$) शामिल हैं।

(B) धातु को उसके ऑक्साइड से प्राप्त करने के लिए अपचयन (रिडक्शन) प्रक्रिया का उपयोग किया जाता है। इस प्रक्रिया में,धातु ऑक्साइड का अपचयन करने के लिए कार्बन जैसे उपयुक्त अपचायक (reducing agents) या अत्यधिक सक्रिय धातुओं का उपयोग किया जाता है,जो धातुओं को उनके ऑक्साइड से विस्थापित कर देते हैं।
उदाहरण के लिए,जिंक ऑक्साइड को कार्बन के साथ गर्म करके जिंक धातु में अपचयित किया जाता है:
$ZnO_{(s)} + C_{(s)} \xrightarrow{\Delta} Zn_{(s)} + CO_{(g)}$
मैंगनीज डाइऑक्साइड को एल्युमिनियम पाउडर के साथ उपचारित करके मैंगनीज में अपचयित किया जाता है। इस मामले में,एल्युमिनियम एक अपचायक के रूप में कार्य करता है और मैंगनीज को उसके ऑक्साइड से विस्थापित करता है:
$3MnO_{2(s)} + 4Al_{(s)} \to 3Mn_{(l)} + 2Al_2O_{3(s)} + \text{Heat}$
अत्यधिक सक्रिय धातुओं के ऑक्साइड का अपचयन विद्युत अपघटनी अपचयन (electrolytic reduction) द्वारा किया जाता है।

(B) धातु $M$ के विद्युत अपघटनी परिष्करण में:
$1$. एनोड: अशुद्ध धातु $M$ की छड़ को एनोड के रूप में उपयोग किया जाता है।
$2$. कैथोड: शुद्ध धातु $M$ की एक पतली पट्टी को कैथोड के रूप में उपयोग किया जाता है।
$3$. विद्युत अपघट्य: धातु $M$ के घुलनशील लवण के जलीय विलयन का उपयोग विद्युत अपघट्य के रूप में किया जाता है।
विद्युत अपघटन के दौरान,एनोड से शुद्ध धातु विद्युत अपघट्य में घुल जाती है और विद्युत अपघट्य से उतनी ही मात्रा में शुद्ध धातु कैथोड पर जमा हो जाती है।

(C) जो धातुएं सक्रियता श्रेणी में बहुत नीचे होती हैं,वे प्रकृति में मुक्त (native) अवस्था में पाई जाती हैं क्योंकि वे अत्यधिक कम अभिक्रियाशील होती हैं।
$Au$ (सोना) और $Ag$ (चांदी) उत्कृष्ट धातुएं हैं और ये मुक्त अवस्था में पाई जाती हैं।
$Cu$ (तांबा) मुक्त अवस्था में मिल सकता है,लेकिन यह आमतौर पर संयुक्त अवस्थाओं (जैसे सल्फाइड या ऑक्साइड के रूप में) में अधिक पाया जाता है।
$Zn$ (जस्ता) मध्यम अभिक्रियाशील धातु है और यह हमेशा संयुक्त अवस्थाओं (जैसे $ZnS$ या $ZnO$) में पाया जाता है।
अतः,दिए गए विकल्पों में से $Au$ और $Ag$ वे धातुएं हैं जो मुख्य रूप से अपनी मुक्त अवस्था में मौजूद होती हैं।

(D) विद्युत-अपघटनी शोधन एक ऐसी प्रक्रिया है जिसका उपयोग अयस्कों से प्राप्त धातुओं को शुद्ध करने के लिए किया जाता है।
$Cu$,$Zn$,$Sn$,$Ni$,$Ag$ और $Au$ जैसी कई धातुओं का शोधन विद्युत-अपघटन द्वारा किया जाता है।
इस प्रक्रिया में,अशुद्ध धातु को एनोड बनाया जाता है और शुद्ध धातु की एक पतली पट्टी को कैथोड बनाया जाता है।
$Na$,$K$,$Ca$ और $Mg$ जैसी अत्यधिक सक्रिय धातुएं उनके पिघले हुए क्लोराइड या ऑक्साइड के विद्युत-अपघटन द्वारा प्राप्त की जाती हैं,न कि अशुद्ध धातु के विद्युत-अपघटनी शोधन द्वारा।
इसलिए,दिए गए विकल्पों में से,$Cu$ और $Au$ का शोधन विद्युत-अपघटनी शोधन द्वारा किया जाता है।
अतः,सही युग्म $(i)$ और $(ii)$ है।

(B) सोडियम $(Na)$ और कैल्शियम $(Ca)$ जैसी अत्यधिक सक्रिय धातुएं सक्रियता श्रेणी में सबसे ऊपर स्थित होती हैं।
इन धातुओं की ऑक्सीजन के प्रति बहुत अधिक आत्मीयता होती है और इन्हें कार्बन या अन्य सामान्य अपचायक (reducing agents) द्वारा अपचयित नहीं किया जा सकता है।
इसलिए,इन्हें इनके अयस्कों (आमतौर पर क्लोराइड) से पिघली हुई अवस्था में विद्युत अपघटन की प्रक्रिया द्वारा निष्कर्षित किया जाता है।
सोडियम को पिघले हुए सोडियम क्लोराइड $(NaCl)$ के विद्युत अपघटन द्वारा और कैल्शियम को पिघले हुए कैल्शियम क्लोराइड $(CaCl_2)$ के विद्युत अपघटन द्वारा प्राप्त किया जाता है।
लोहा $(Fe)$ और तांबा $(Cu)$ कम सक्रिय धातुएं हैं और इन्हें आमतौर पर कार्बन द्वारा अपचयन या अन्य धातु कर्म प्रक्रियाओं द्वारा प्राप्त किया जाता है।
अतः,पिघले हुए क्लोराइड के विद्युत अपघटन द्वारा प्राप्त सही धातुएं $(i)$ और $(ii)$ हैं।

(D) जिंक जैसी धातुओं के विद्युत अपघटनी शोधन में,अशुद्ध धातु की छड़ को एनोड के रूप में और शुद्ध धातु की पट्टी को कैथोड के रूप में उपयोग किया जाता है।
धातु के लवण (जैसे,जिंक सल्फेट) युक्त विद्युत अपघट्य विलयन का उपयोग किया जाता है।
जब विद्युत धारा प्रवाहित की जाती है,तो अशुद्ध एनोड से धातु घुल कर विलयन में धातु आयनों $(Zn^{2+})$ के रूप में आ जाती है।
ये धातु आयन कैथोड की ओर बढ़ते हैं,जहाँ वे इलेक्ट्रॉन प्राप्त करके अपचयित (reduced) हो जाते हैं और शुद्ध धातु के रूप में कैथोड पर जमा हो जाते हैं।
इसलिए,जिंक के विद्युत अपघटनी शोधन के दौरान,शुद्ध जिंक कैथोड पर जमा होता है।

(N/A) एनोड: अशुद्ध सिल्वर की छड़।
कैथोड: शुद्ध सिल्वर की पट्टी।
$(b)$ विद्युत अपघट्य: सिल्वर लवण का जलीय विलयन,जैसे कि तनु नाइट्रिक एसिड $(HNO_{3})$ के साथ सिल्वर नाइट्रेट $(AgNO_{3})$ का विलयन।
$(c)$ विद्युत धारा प्रवाहित करने के बाद,शुद्ध सिल्वर कैथोड पर जमा हो जाता है।

(B) धातु निष्कर्षण की प्रक्रिया में,सल्फाइड या कार्बोनेट को सीधे अपचयित करने की तुलना में कार्बन जैसे अपचायक का उपयोग करके या विद्युत अपघटनी अपचयन द्वारा धातु ऑक्साइड को शुद्ध धातु में अपचयित करना ऊष्मागतिकीय (thermodynamically) और रासायनिक रूप से आसान होता है। इसलिए,अंतिम अपचयन चरण से पहले,सल्फाइड को भर्जन (roasting) द्वारा और कार्बोनेट को निस्तापन (calcination) द्वारा ऑक्साइड में परिवर्तित किया जाता है।

(N/A) पारा (Mercury) एकमात्र ऐसी धातु है जो कमरे के तापमान पर तरल अवस्था में होती है। इसे इसके सल्फाइड अयस्क,जिसे सिनेबार $(HgS)$ कहा जाता है,को हवा की उपस्थिति में गर्म करके (भर्जन द्वारा) प्राप्त किया जाता है।
इसमें शामिल रासायनिक अभिक्रियाएँ निम्नलिखित हैं:
$1$. सिनेबार को हवा में गर्म करने पर मरकरी$(II)$ ऑक्साइड बनता है:
$2HgS + 3O_2 \xrightarrow{\text{Heat}} 2HgO + 2SO_2$
$2$. मरकरी$(II)$ ऑक्साइड को और अधिक गर्म करने पर मरकरी धातु प्राप्त होती है:
$2HgO \xrightarrow{\text{Heat}} 2Hg + O_2$

(N/A) इसका निस्तापन (calcination) होता है। रासायनिक अभिक्रिया इस प्रकार है:
$ZnCO_{3} \xrightarrow{\text{Heat}} ZnO + CO_{2}$
$(b)$ इसका स्वतः-अपचयन (auto-reduction) होता है,जिससे कॉपर धातु और सल्फर डाइऑक्साइड गैस बनती है:
$2Cu_{2}O + Cu_{2}S \xrightarrow{\text{Heat}} 6Cu + SO_{2}$

(B) निष्कर्षण की प्रक्रिया के दौरान कार्बोनेट और सल्फाइड अयस्कों को आमतौर पर ऑक्साइड में परिवर्तित किया जाता है क्योंकि कार्बोनेट या सल्फाइड को सीधे अपचयित (reduce) करने की तुलना में,कार्बन जैसे अपचायक एजेंटों का उपयोग करके या इलेक्ट्रोलिसिस के माध्यम से धातु ऑक्साइड से शुद्ध धातु प्राप्त करना थर्मोडायनामिक और रासायनिक रूप से आसान होता है। धातु ऑक्साइड अपचयन प्रक्रियाओं के लिए अधिक उपयुक्त होते हैं।

(N/A) भर्जन वह प्रक्रिया है जिसमें सल्फाइड अयस्क को हवा की अधिकता में गर्म किया जाता है। जिंक सल्फाइड $(ZnS)$ के लिए अभिक्रिया है:
$2ZnS(s) + 3O_2(g) \xrightarrow{\text{Heat}} 2ZnO(s) + 2SO_2(g)$
$(b)$ निस्तापन वह प्रक्रिया है जिसमें कार्बोनेट अयस्क को हवा की अनुपस्थिति या सीमित आपूर्ति में गर्म किया जाता है। जिंक कार्बोनेट $(ZnCO_3)$ के लिए अभिक्रिया है:
$ZnCO_3(s) \xrightarrow{\text{Heat}} ZnO(s) + CO_2(g)$

(N/A) कम अभिक्रियाशीलता वाली धातुओं के लिए:
सल्फाइड अयस्क $\xrightarrow{\text{भर्जन}}$ धातु $\xrightarrow{\text{परिष्करण}}$ शुद्ध धातु
मध्यम अभिक्रियाशीलता वाली धातुओं के लिए:
सल्फाइड अयस्क $\xrightarrow{\text{भर्जन}}$ धातु ऑक्साइड $\xrightarrow{\text{अपचयन}}$ धातु $\xrightarrow{\text{परिष्करण}}$ शुद्ध धातु
$1$. भर्जन (Roasting): सल्फाइड अयस्क को वायु की उपस्थिति में गर्म करके धातु ऑक्साइड (मध्यम अभिक्रियाशीलता के लिए) या सीधे धातु (कम अभिक्रियाशीलता के लिए) में परिवर्तित किया जाता है।
$2$. अपचयन (Reduction): प्राप्त धातु ऑक्साइड को कार्बन जैसे उपयुक्त अपचायक का उपयोग करके धातु में अपचयित किया जाता है।
$3$. परिष्करण (Refining): प्राप्त अशुद्ध धातु को विद्युत अपघटनी परिष्करण जैसी विभिन्न विधियों द्वारा शुद्ध किया जाता है।

(N/A) $(i)$ $(a)$ सल्फाइड अयस्क का भर्जन:
$2Cu_2S(s) + 3O_2(g) \xrightarrow{\Delta} 2Cu_2O(s) + 2SO_2(g)$
$(b)$ कॉपर $(I)$ ऑक्साइड का अपचयन:
$2Cu_2O(s) + Cu_2S(s) \xrightarrow{\Delta} 6Cu(s) + SO_2(g)$
इस अभिक्रिया को स्वतः-अपचयन (auto-reduction) कहा जाता है।
$(c)$ विद्युत अपघटनी परिष्करण के लिए अभिक्रिया:
कैथोड पर: $Cu^{2+}(aq) + 2e^- \rightarrow Cu(s)$
एनोड पर: $Cu(s) \rightarrow Cu^{2+}(aq) + 2e^-$
$(ii)$ कॉपर के विद्युत अपघटनी परिष्करण के चित्र में अम्लीकृत कॉपर सल्फेट का विलयन,अशुद्ध कॉपर का एनोड,शुद्ध कॉपर का कैथोड और पात्र के तल पर जमा होने वाला एनोड पंक (anode mud) दर्शाया जाता है।

(N/A) चूंकि अयस्क $A$ गर्म करने पर $CO_2$ मुक्त करता है, इसलिए यह एक कार्बोनेट अयस्क है। कार्बोनेट अयस्कों को $\text{निस्तापन}$ (वायु की सीमित आपूर्ति में गर्म करना) प्रक्रिया द्वारा धातु ऑक्साइड में परिवर्तित किया जाता है।
$MCO_3 \xrightarrow{Calcination} MO + CO_2$
इसके बाद, कार्बन जैसे अपचायक का उपयोग करके धातु ऑक्साइड को धातु में अपचयित किया जाता है:
$MO + C \xrightarrow{Reduction} M + CO$
चूंकि अयस्क $B$ गर्म करने पर $SO_2$ मुक्त करता है, इसलिए यह एक सल्फाइड अयस्क है। सल्फाइड अयस्कों को $\text{भर्जन}$ (वायु की अधिक आपूर्ति में गर्म करना) प्रक्रिया द्वारा धातु ऑक्साइड में परिवर्तित किया जाता है।
$2MS + 3O_2 \xrightarrow{Roasting} 2MO + 2SO_2$
इसके बाद, कार्बन जैसे अपचायक का उपयोग करके धातु ऑक्साइड को धातु में अपचयित किया जाता है:
$MO + C \rightarrow M + CO$

(N/A) अत्यधिक अभिक्रियाशील धातुओं (जैसे $Na, Mg, Ca, Al$) की ऑक्सीजन के प्रति आकर्षण शक्ति कार्बन की तुलना में बहुत अधिक होती है। चूँकि उनका ऑक्सीजन के साथ बंधन कार्बन की तुलना में अधिक स्थिर होता है,इसलिए कार्बन धातु को उसके ऑक्साइड से विस्थापित करने में असमर्थ होता है। अतः,इन धातुओं का निष्कर्षण कार्बन अपचयन के बजाय विद्युत अपघटनी अपचयन (electrolytic reduction) द्वारा किया जाता है।

(B) सल्फाइड और कार्बोनेट अयस्कों से धातु का निष्कर्षण करना कठिन होता है क्योंकि ये यौगिक रासायनिक रूप से स्थिर होते हैं और आसानी से धातु को मुक्त नहीं करते हैं।
हालाँकि,धातु ऑक्साइड को कार्बन जैसे अपचायक (reducing agents) का उपयोग करके या विद्युत अपघटनी अपचयन द्वारा शुद्ध धातु में बदलना बहुत आसान होता है।
इसलिए,सल्फाइड अयस्कों को पहले भर्जन (वायु की अधिकता में गर्म करना) द्वारा ऑक्साइड में परिवर्तित किया जाता है,और कार्बोनेट अयस्कों को निस्तापन (वायु की अनुपस्थिति या सीमित आपूर्ति में गर्म करना) द्वारा ऑक्साइड में परिवर्तित किया जाता है।

(N/A)

भर्जन (Roasting)	निस्तापन (Calcination)
$1.$ इसमें अयस्क को वायु की अधिकता में गर्म किया जाता है।	$1.$ इसमें अयस्क को वायु की अनुपस्थिति या सीमित आपूर्ति में गर्म किया जाता है।
$2.$ यह मुख्य रूप से सल्फाइड अयस्कों के लिए किया जाता है।	$2.$ यह मुख्य रूप से कार्बोनेट अयस्कों के लिए किया जाता है।
$3.$ $SO_2$ गैस निकलती है।	$3.$ $CO_2$ गैस निकलती है।
$4.$ उदाहरण: $2ZnS + 3O_2 \xrightarrow{\text{heat}} 2ZnO + 2SO_2$	$4.$ उदाहरण: $ZnCO_3 \xrightarrow{\text{heat}} ZnO + CO_2$

(N/A) पारे का मुख्य अयस्क $HgS$ है,जिसे सिनेबार (Cinnabar) कहा जाता है।
निष्कर्षण प्रक्रिया:
$1$. भर्जन (Roasting): सबसे पहले $HgS$ अयस्क को हवा की उपस्थिति में गर्म किया जाता है ताकि यह मर्क्यूरिक ऑक्साइड $(HgO)$ में परिवर्तित हो जाए।
$2HgS + 3O_2 \xrightarrow{\Delta} 2HgO + 2SO_2$
$2$. अपचयन (Reduction): इसके बाद मर्क्यूरिक ऑक्साइड $(HgO)$ को और अधिक गर्म करने पर यह अपचयित होकर धात्विक पारा $(Hg)$ में बदल जाता है,क्योंकि यह उच्च तापमान पर अस्थिर होता है।
$2HgO \xrightarrow{\Delta} 2Hg + O_2$

(N/A) कॉपर$(I)$ सल्फाइड $(Cu_{2}S)$ से कॉपर को हवा की उपस्थिति में गर्म करके प्राप्त किया जाता है,जिसे स्व-अपचयन (self-reduction) प्रक्रिया कहा जाता है।
सबसे पहले,कॉपर$(I)$ सल्फाइड का कुछ भाग हवा में गर्म करने पर कॉपर$(I)$ ऑक्साइड में परिवर्तित हो जाता है:
$2Cu_{2}S + 3O_{2} \xrightarrow{\Delta} 2Cu_{2}O + 2SO_{2}$
इसके बाद,शेष कॉपर$(I)$ सल्फाइड उत्पन्न हुए कॉपर$(I)$ ऑक्साइड के साथ अभिक्रिया करके धात्विक कॉपर प्रदान करता है:
$2Cu_{2}O + Cu_{2}S \xrightarrow{\Delta} 6Cu + SO_{2}$

(N/A) सोडियम एक अत्यधिक सक्रिय धातु है और इसकी ऑक्सीजन के प्रति आकर्षण शक्ति बहुत अधिक होती है। कार्बन,सोडियम की तुलना में एक कमजोर अपचायक (reducing agent) है,इसलिए यह सोडियम ऑक्साइड का अपचयन करके सोडियम धातु प्राप्त नहीं कर सकता है।
$(b)$ सोडियम क्लोराइड $(NaCl)$ से सोडियम प्राप्त करने के लिए विद्युत-अपघटनी अपचयन (electrolytic reduction) की प्रक्रिया का उपयोग किया जाता है। इस प्रक्रिया के दौरान,पिघले हुए सोडियम क्लोराइड में मौजूद सोडियम आयन $(Na^+)$ कैथोड पर अपचयित होकर धात्विक सोडियम $(Na)$ बनाते हैं।

(N/A) $(i)$ विद्युत अपघटनी परिष्करण के दौरान एनोड के नीचे जमा होने वाली अघुलनशील अशुद्धियों को 'एनोड पंक' (anode mud) कहा जाता है। कैथोड शुद्ध धातु की एक पतली पट्टी से बना होता है।
$(ii)$ कॉपर के विद्युत अपघटनी परिष्करण के दौरान:
एनोड पर: $Cu(s) \rightarrow Cu^{2+}(aq) + 2e^-$
कैथोड पर: $Cu^{2+}(aq) + 2e^- \rightarrow Cu(s)$

(N/A) विद्युत अपघटनी परिष्करण द्वारा शुद्ध की जाने वाली दो धातुएं $Copper$ $(Cu)$ और $Zinc$ $(Zn)$ हैं।
विद्युत अपघटनी परिष्करण प्रक्रिया में:
$1$. $Anode$ (एनोड) अशुद्ध धातु की छड़ का बना होता है।
$2$. $Cathode$ (कैथोड) शुद्ध धातु की एक पतली पट्टी का बना होता है।
$3$. $Electrolyte$ (विद्युत अपघट्य) के रूप में उस धातु के लवण का जलीय विलयन उपयोग किया जाता है जिसका परिष्करण किया जाना है।
शुद्ध धातु $Cathode$ (कैथोड) पर जमा होती है।

(N/A) कार्बोनेट अयस्कों का निस्तापन किया जाता है।
उदाहरण: जिंक कार्बोनेट $(ZnCO_{3})$ का निस्तापन करके जिंक ऑक्साइड $(ZnO)$ प्राप्त किया जाता है।
$ZnCO_{3}(s) \xrightarrow{\text{Heat}} ZnO(s) + CO_{2}(g)$
$(b)$ निस्तापित अयस्क धातु ऑक्साइड के रूप में प्राप्त होता है। इसे कार्बन (कोक) जैसे अपचायक का उपयोग करके या विद्युत अपघटनी अपचयन द्वारा धातु में अपचयित किया जा सकता है।
जिंक ऑक्साइड $(ZnO)$ के उदाहरण के लिए:
$ZnO(s) + C(s) \rightarrow Zn(s) + CO(g)$
$(c)$ अपचायक के रूप में उपयोग की जाने वाली दो धातुएं एल्युमिनियम $(Al)$ और सोडियम $(Na)$ हैं।

(A) $(i)$ धातु $E$ सोडियम $(Na)$ है।
$(ii)$ हवा के साथ अभिक्रिया: $4Na + O_{2} \rightarrow 2Na_{2}O$.
पानी के साथ अभिक्रिया: $Na_{2}O + H_{2}O \rightarrow 2NaOH$.
$(iii)$ सोडियम को उसके पिघले हुए सोडियम क्लोराइड $(NaCl)$ से विद्युत अपघटन (electrolytic reduction) की प्रक्रिया द्वारा प्राप्त किया जाता है। इस प्रक्रिया में,पिघले हुए लवण से विद्युत धारा प्रवाहित की जाती है।
कैथोड पर: $Na^{+} + e^{-} \rightarrow Na$ (अपचयन)।
एनोड पर: $2Cl^{-} \rightarrow Cl_{2} + 2e^{-}$ (ऑक्सीकरण)।

(N/A) $(i)$ कॉपर के सल्फाइड अयस्क $(Cu_2S)$ से कॉपर का निष्कर्षण:
$(a)$ भर्जन (Roasting): सल्फाइड अयस्क को वायु की अधिकता में गर्म किया जाता है ताकि यह कॉपर$(I)$ ऑक्साइड में परिवर्तित हो जाए।
$2Cu_2S(s) + 3O_2(g) \xrightarrow{\text{heat}} 2Cu_2O(s) + 2SO_2(g)$
$(b)$ अपचयन (Reduction): इसके बाद कॉपर$(I)$ ऑक्साइड को और अधिक कॉपर$(I)$ सल्फाइड के साथ गर्म किया जाता है जिससे कॉपर धातु प्राप्त होती है।
$2Cu_2O(s) + Cu_2S(s) \xrightarrow{\text{heat}} 6Cu(s) + SO_2(g)$
$(ii)$ धातुओं का परिष्करण: अपचयन के बाद प्राप्त अशुद्ध धातु से अशुद्धियों को हटाकर शुद्ध धातु प्राप्त करने की प्रक्रिया को परिष्करण कहते हैं।
कॉपर का विद्युत-अपघटनी परिष्करण:
एनोड: अशुद्ध कॉपर का ब्लॉक।
कैथोड: शुद्ध कॉपर की पट्टी।
विद्युत-अपघट्य: अम्लीकृत कॉपर सल्फेट का विलयन $(CuSO_4 + H_2SO_4)$.

(N/A)

भर्जन (Roasting)	निस्तापन (Calcination)
वायु की अधिकता में गर्म करना। सल्फाइड अयस्कों के लिए किया जाता है।	वायु की सीमित आपूर्ति में गर्म करना। कार्बोनेट अयस्कों के लिए किया जाता है।

$(b)$ $(i)$ स्वतः-अपचयन: कम सक्रिय धातुओं जैसे पारा $(Hg)$ या तांबा $(Cu)$ को केवल गर्म करके अपचयित किया जा सकता है।
$2HgO \xrightarrow{\text{heat}} 2Hg + O_2$
$2Cu_2O + Cu_2S \xrightarrow{\text{heat}} 6Cu + SO_2$
$(ii)$ कार्बन या विस्थापन का उपयोग करके अपचयन: मध्यम सक्रिय धातुओं को कार्बन के साथ गर्म करके या थर्माइट अभिक्रिया में एल्युमिनियम $(Al)$ जैसी अत्यधिक सक्रिय धातुओं का उपयोग करके अपचयित किया जाता है।
$ZnO + C \rightarrow Zn + CO$
$Fe_2O_3 + 2Al \rightarrow 2Fe + Al_2O_3 + \text{Heat}$
$(iii)$ विद्युत अपघटनी अपचयन: अत्यधिक सक्रिय धातुओं (जैसे $Na, Mg, Ca$) को उनके पिघले हुए क्लोराइड के विद्युत अपघटन द्वारा प्राप्त किया जाता है क्योंकि उनकी ऑक्सीजन के प्रति आकर्षण शक्ति बहुत अधिक होती है।

(N/A) $(i)$

विद्युत-अपघटनी अपचयन	विद्युत-अपघटनी परिष्करण
यह विद्युत-अपघटन द्वारा पिघले हुए क्लोराइड या ऑक्साइड से धातु प्राप्त करने की प्रक्रिया है। धातु कैथोड पर जमा होती है,जबकि क्लोरीन या ऑक्सीजन एनोड पर मुक्त होती है।	यह किसी भी अपचयन प्रक्रिया द्वारा प्राप्त अशुद्ध धातुओं को शुद्ध करने की प्रक्रिया है। अशुद्ध धातु को एनोड के रूप में,शुद्ध धातु को कैथोड के रूप में और धातु लवण के घोल को विद्युत-अपघट्य के रूप में लिया जाता है।

$(ii)$ खनिज पृथ्वी की पपड़ी में प्राकृतिक रूप से पाए जाने वाले तत्व या यौगिक हैं। अयस्क वे खनिज हैं जिनसे धातुओं को लाभदायक और सुविधाजनक तरीके से निकाला जा सकता है。
$(iii)$ मिश्रधातु दो या दो से अधिक धातुओं या एक धातु और एक अधातु का समांगी मिश्रण है। अमलगम मिश्रधातु का एक विशिष्ट प्रकार है जिसमें एक घटक पारा $(Hg)$ होता है।

(A) अयस्क प्राकृतिक रूप से पाए जाने वाले खनिज हैं जिनसे धातुओं को लाभकारी रूप से निकाला जा सकता है।
ये अयस्क आमतौर पर मिट्टी,रेत और चट्टानी पदार्थों जैसी अशुद्धियों से दूषित होते हैं।
अयस्क में मौजूद इन अवांछित अशुद्धियों को सामूहिक रूप से $Gangue$ (गैंग) के रूप में जाना जाता है।

(B) सोडियम $(Na)$ और कैल्शियम $(Ca)$ जैसी अत्यधिक सक्रिय धातुएं सक्रियता श्रेणी में सबसे ऊपर स्थित होती हैं।
इन धातुओं का ऑक्सीजन के प्रति बहुत अधिक आकर्षण होता है और इन्हें कार्बन या अन्य सामान्य अपचायक (reducing agents) द्वारा अपचयित नहीं किया जा सकता है।
इसलिए,इन्हें इनके पिघले हुए क्लोराइड लवणों (जैसे $NaCl$ और $CaCl_2$) के विद्युत अपघटन द्वारा निष्कर्षित किया जाता है।
लोहा $(Fe)$ और तांबा $(Cu)$ जैसी धातुएं कम सक्रिय होती हैं और आमतौर पर कार्बन द्वारा अपचयन या अन्य रासायनिक विधियों द्वारा प्राप्त की जाती हैं।
अतः,केवल $(i)$ और $(ii)$ को उनके पिघले हुए क्लोराइड के विद्युत अपघटन द्वारा प्राप्त किया जाता है।

(A) जिंक जैसी धातुओं के विद्युत अपघटनी परिष्करण की प्रक्रिया में,अशुद्ध धातु की छड़ का उपयोग एनोड के रूप में और शुद्ध धातु की एक पतली पट्टी का उपयोग कैथोड के रूप में किया जाता है।
जब विद्युत अपघट्य (धातु का लवण विलयन) से विद्युत धारा प्रवाहित की जाती है,तो एनोड से अशुद्ध धातु विद्युत अपघट्य में घुल जाती है।
साथ ही,विद्युत अपघट्य से समान मात्रा में शुद्ध धातु कैथोड पर जमा हो जाती है।
इसलिए,जिंक के विद्युत अपघटनी परिष्करण के दौरान,शुद्ध जिंक कैथोड पर जमा होता है।

(C) जो धातुएं सक्रियता श्रेणी में सबसे नीचे होती हैं,वे प्रकृति में मुक्त (native) अवस्था में पाई जाती हैं क्योंकि वे बहुत कम अभिक्रियाशील होती हैं।
इन धातुओं में सोना $(Au)$,चांदी $(Ag)$ और प्लैटिनम $(Pt)$ शामिल हैं।
दी गई सूची में:
$(i)$ $Au$ (सोना) एक उत्कृष्ट धातु है और मुक्त अवस्था में पाई जाती है।
$(ii)$ $Cu$ (तांबा) मुक्त और संयुक्त (सल्फाइड या ऑक्साइड के रूप में) दोनों अवस्थाओं में पाया जाता है।
$(iii)$ $Ag$ (चांदी) एक उत्कृष्ट धातु है और मुक्त अवस्था में पाई जाती है।
$(iv)$ $Fe$ (लोहा) अत्यधिक अभिक्रियाशील है और हमेशा संयुक्त अवस्था में (ऑक्साइड,कार्बोनेट या सल्फाइड के रूप में) पाया जाता है।
इसलिए,$(i)$ और $(iii)$ सही धातुएं हैं जो अपनी मुक्त अवस्था में मौजूद होती हैं।

(A) विद्युत अपघटनी परिष्करण एक ऐसी प्रक्रिया है जिसका उपयोग अयस्कों से प्राप्त धातुओं को शुद्ध करने के लिए किया जाता है।
तांबा $(Cu)$,सोना $(Au)$,चांदी $(Ag)$ और जस्ता $(Zn)$ जैसी धातुओं को आमतौर पर विद्युत अपघटनी परिष्करण विधि का उपयोग करके परिष्कृत किया जाता है।
इस प्रक्रिया में,अशुद्ध धातु को एनोड बनाया जाता है और उसी धातु की एक शुद्ध पट्टी को कैथोड बनाया जाता है।
सोडियम $(Na)$ और पोटेशियम $(K)$ जैसी धातुएं अत्यधिक प्रतिक्रियाशील होती हैं और इन्हें उनके पिघले हुए क्लोराइड के विद्युत अपघटन द्वारा निकाला जाता है,न कि धातु के विद्युत अपघटनी परिष्करण द्वारा।
इसलिए,$(i)$ $Au$ और $(ii)$ $Cu$ वे धातुएं हैं जिन्हें विद्युत अपघटनी परिष्करण द्वारा परिष्कृत किया जाता है।

(TRUE) यह कथन सत्य है।
खनिज पृथ्वी की पपड़ी में प्राकृतिक रूप से पाए जाने वाले अकार्बनिक पदार्थ हैं। इनका एक निश्चित रासायनिक संगठन और क्रिस्टलीय संरचना होती है। पृथ्वी की पपड़ी में प्राकृतिक रूप से पाए जाने वाले तत्वों या यौगिकों को वास्तव में खनिज के रूप में परिभाषित किया गया है।

(TRUE) सत्य।
अयस्क एक प्रकार की चट्टान है जिसमें पर्याप्त मात्रा में खनिज और महत्वपूर्ण तत्व,जिनमें धातुएं शामिल हैं,होते हैं जिन्हें आर्थिक रूप से चट्टान से निकाला जा सकता है।
हालांकि सभी अयस्क खनिज होते हैं,लेकिन सभी खनिज अयस्क नहीं होते हैं,क्योंकि कुछ खनिजों में धातु तो हो सकती है लेकिन उसका निष्कर्षण लाभप्रद या व्यावहारिक नहीं होता है।

(A) एल्यूमिना, एल्यूमीनियम ऑक्साइड का सामान्य नाम है।
इसका रासायनिक सूत्र $Al_{2}O_{3}$ है।
यह एल्यूमीनियम का प्राकृतिक रूप से पाया जाने वाला ऑक्साइड है और यह एल्यूमीनियम का मुख्य अयस्क है, जिसे अशुद्ध अवस्था में बॉक्साइट के रूप में जाना जाता है।

(B) भर्जन एक धातुकीय प्रक्रिया है जिसमें सल्फाइड अयस्क को वायु की अधिकता में गर्म करके उसके ऑक्साइड रूप में परिवर्तित किया जाता है।
अभिक्रिया $2ZnS_{(s)} + 3O_{2(g)} \xrightarrow{\Delta} 2ZnO_{(s)} + 2SO_{2(g)}$ में,जिंक सल्फाइड $(ZnS)$ को ऑक्सीजन की उपस्थिति में गर्म करके जिंक ऑक्साइड $(ZnO)$ और सल्फर डाइऑक्साइड $(SO_2)$ प्राप्त किया जाता है।
अतः,यह अभिक्रिया भर्जन को दर्शाती है।
विकल्प $A$ निस्तापन (कैल्सीनेशन) को दर्शाता है (कार्बोनेट अयस्क को सीमित वायु में गर्म करना)।
विकल्प $C$ कार्बन का उपयोग करके धातु ऑक्साइड के अपचयन को दर्शाता है।
विकल्प $D$ धातु की भाप के साथ अभिक्रिया को दर्शाता है।

(B) धातु ऑक्साइड से धातु प्राप्त करने की प्रक्रिया को अपचयन (रिडक्शन) कहा जाता है।
धातु ऑक्साइड वे यौगिक हैं जिनमें धातु ऑक्सीकृत अवस्था में होती है।
शुद्ध धातु निकालने के लिए,धातु ऑक्साइड से ऑक्सीजन को हटाना आवश्यक है।
ऑक्सीजन के इस निष्कासन को रासायनिक रूप से अपचयन (रिडक्शन) के रूप में परिभाषित किया जाता है।
इस अपचयन को करने के लिए कार्बन (कोक),कार्बन मोनोऑक्साइड,या अधिक सक्रिय धातुओं (जैसे थर्माइट प्रक्रिया में एल्युमिनियम) जैसे सामान्य अपचायक एजेंटों का उपयोग किया जाता है।

(B) पृथ्वी की भूपर्पटी धातुओं का सबसे बड़ा स्रोत है। कई धातुएं पृथ्वी की भूपर्पटी में खनिजों के रूप में पाई जाती हैं।
अधिकांश धातुएं ऑक्साइड या सल्फाइड के रूप में पाई जाती हैं क्योंकि पृथ्वी की भूपर्पटी में ऑक्सीजन और सल्फर की उपस्थिति में ये धातुओं के सबसे स्थिर रूप होते हैं।
अतः,सही उत्तर $B$ है।

(C) सक्रियता श्रेणी में सबसे नीचे स्थित धातुएं सबसे कम अभिक्रियाशील होती हैं।
ये धातुएं प्रकृति में मुक्त या मूल अवस्था में पाई जाती हैं क्योंकि ये पर्यावरण में मौजूद ऑक्सीजन,नमी या अन्य पदार्थों के साथ आसानी से अभिक्रिया नहीं करती हैं।
सोना $(Au)$,चांदी $(Ag)$ और प्लैटिनम $(Pt)$ ऐसी धातुओं के उदाहरण हैं।
लोहा $(Fe)$,एल्युमीनियम $(Al)$ और कैल्शियम $(Ca)$ अधिक अभिक्रियाशील हैं और आमतौर पर ऑक्साइड,सल्फाइड या कार्बोनेट (अयस्क) के रूप में पाए जाते हैं।

(B) कॉपर पाइराइट्स,जिसे चाल्कोपाइराइट के रूप में भी जाना जाता है,तांबे का सबसे महत्वपूर्ण अयस्क है।
इसका रासायनिक सूत्र $CuFeS_{2}$ है।
- $Cu_{2}S$ चाल्कोसाइट है।
- $Cu_{2}O$ क्यूप्राइट है।
- $Cu(OH)_{2} \cdot CuCO_{3}$ मैलाकाइट है।

(D) एल्युमीनियम का मुख्य अयस्क $Bauxite$ $(Al_2O_3 \cdot 2H_2O)$ है।
$Siderite$ लोहे का अयस्क $(FeCO_3)$ है।
$Horn \text{ } silver$ चांदी का अयस्क $(AgCl)$ है।
$Cuprite$ तांबे का अयस्क $(Cu_2O)$ है।
अतः, सही विकल्प $D$ है।

(A) बॉक्साइट एल्युमीनियम का मुख्य अयस्क है।
इसका रासायनिक संगठन मुख्य रूप से जलयोजित एल्युमीनियम ऑक्साइड है।
बॉक्साइट का सामान्य रासायनिक सूत्र $Al_{2}O_{3} \cdot 2H_{2}O$ है (या कभी-कभी इसे $Al_{2}O_{3} \cdot nH_{2}O$ के रूप में दर्शाया जाता है,जहाँ $n$ का मान $1$ से $3$ के बीच होता है)।
अतः,सही विकल्प $A$ है।

(B) मैलेकाइट एक हरे रंग का कार्बोनेट खनिज है जिसका रासायनिक सूत्र $Cu_2CO_3(OH)_2$ है।
यह कॉपर $(Cu)$ धातु का एक महत्वपूर्ण अयस्क है।
अतः,सही विकल्प $B$ है।

(C) डोलोमाइट एक अवसादी कार्बोनेट चट्टान है जिसमें $CaMg(CO_3)_2$ खनिज का उच्च अनुपात होता है।
इसे मुख्य रूप से $Calcium$ (कैल्शियम) और $Magnesium$ (मैग्नीशियम) का एक महत्वपूर्ण स्रोत माना जाता है।
दिए गए विकल्पों में से,$Calcium$ डोलोमाइट से संबंधित सही धातु है।

(D) दिए गए अयस्कों के रासायनिक सूत्र इस प्रकार हैं:
$1$. डोलोमाइट: $CaCO_3 \cdot MgCO_3$ (कार्बोनेट अयस्क)
$2$. साइडराइट: $FeCO_3$ (कार्बोनेट अयस्क)
$3$. हॉर्न सिल्वर: $AgCl$ (हैलाइड अयस्क)
$4$. बॉक्साइट: $Al_2O_3 \cdot 2H_2O$ (ऑक्साइड अयस्क)
चूंकि बॉक्साइट में एल्युमिनियम ऑक्साइड होता है, इसलिए इसे ऑक्साइड अयस्क के रूप में वर्गीकृत किया जाता है। अतः, सही विकल्प $D$ है।

(A) कॉपर ग्लान्स का रासायनिक सूत्र $Cu_2S$ है,जो एक सल्फाइड अयस्क है।
क्युप्राइट $Cu_2O$ है (ऑक्साइड अयस्क)।
हेमेटाइट $Fe_2O_3$ है (ऑक्साइड अयस्क)।
मैलेकाइट $Cu(OH)_2 \cdot CuCO_3$ है (कार्बोनेट/हाइड्रॉक्साइड अयस्क)।
अतः,सही विकल्प $A$ है।

(B) साइडराइट का रासायनिक सूत्र $FeCO_3$ है, जो आयरन कार्बोनेट का अयस्क है।
बॉक्साइट एल्युमीनियम का ऑक्साइड अयस्क है $(Al_2O_3 \cdot 2H_2O)$।
कॉपर पाइराइट्स कॉपर का सल्फाइड अयस्क है $(CuFeS_2)$।
क्यूप्राइट कॉपर का ऑक्साइड अयस्क है $(Cu_2O)$।
अतः, साइडराइट सही उत्तर है क्योंकि यह एक कार्बोनेट अयस्क है।