Chapter 3 Metals and Non-metals.

पाठगत हल प्रश्न

खंड 3.1 (पृष्ठ संख्या 45)

प्रश्न 1.
ऐसी धातु का उदाहरण दीजिए जो
(i) कमरे के ताप पर द्रव होती है।
(ii) चाकू से आसानी से काटा जा सकता है।
(iii) ऊष्मा की सबसे अच्छी चालक होती है।
(iv) ऊष्मा की कुचालक होती है।
उत्तर
(i) मर्करी (Hg)
(ii) सोडियम (Na) लीथियम और पोटैशियम
(iii) सिल्वर तथा कॉपर
(iv) लेड तथा मर्करी

प्रश्न 2.
आघातवर्थ्य तथा तन्य का अर्थ बताइए।
उत्तर
कुछ धातुओं को पीटकर पतली चादर बनाया जा सकता है। इस गुणधर्म को आघातवर्ध्याता कहते हैं। सोना (Au) तथा चाँदी (Ag) सबसे अधिक आघातवर्थ्य धातुएँ हैं।।
धातु के पतले तार के रूप में खींचने की क्षमता को तन्यता कहा जाता है। सोना सबसे अधिक तन्य धातु है।

खंड 3.2 (पृष्ठ संख्या 51)

प्रश्न 1.
सोडियम को केरोसिन में डुबोकर क्यों रखा जाता है?
उत्तर
सोडियम और पोटैशियम अत्यधिक अभिक्रियाशील धातुएँ हैं। इनमें वायु के साथ अभिक्रिया कर आग पकड़ लेती है। ये ठंडे जल के साथ भी ऊष्माक्षेपी अभिक्रिया करती हैं और इससे उत्सर्जित H, गैस प्रज्वलित हो जाती है। इसलिए इन्हें सुरक्षित रखने तथा आकस्मिक आग को रोकने के लिए केरोसिन तेल में डुबोकर रखा जाता है।

प्रश्न 2.
इन अभिक्रियाओं के लिए समीकरण लिखिए-
(i) भाप के साथ आयरन
(ii) जल के साथ कैल्शियम तथा पोटैशियम
उत्तर

  1. भाप के साथ आयरन अभिक्रिया करके धातु ऑक्साइड तथा हाइड्रोजन प्रदान करती है।
    UP Board Solutions for Class 10 Science Chapter 3 Metals and Non-metals  img-1
  2. जल के साथ Ca तथा K की अभिक्रिया (UPBoardSolutions.com)- जल के साथ Ca की अभिक्रिया थोड़ी धीमी होती है।
    UP Board Solutions for Class 10 Science Chapter 3 Metals and Non-metals  img-2
    पोटैशियम के साथ तेज़ तथा ऊष्माक्षेपी अभिक्रिया होती है।
    UP Board Solutions for Class 10 Science Chapter 3 Metals and Non-metals  img-3

प्रश्न 3.
A, B, C एवं D चार धातुओं के नमूनों को लेकर एक-एक करके निम्न विलयन में डाला गया। इससे प्राप्त परिणाम को निम्न प्रकार से सारणीबद्ध किया गया है|

इस सारणी का उपयोग कर धातु A, B, C एवं D के संबंध में निम्न प्रश्नों के उत्तर दीजिए|
(i) सबसे अधिक अभिक्रियाशील धातु कौन-सी है?
(ii) धातु B को कॉपर (II) सल्फेट के विलयन में डाला जाए तो क्या होगा?
(iii) धातु A, B, C एवं D को अभिक्रियाशीलता के घटते हुए क्रम में व्यवस्थित कीजिए।
उत्तर

  1. ‘B’ सबसे अधिक अभिक्रियाशील धातु है।
  2. कॉपर सल्फेट का नीला रंग गायब हो जाता है तथा लालिमायुक्त भूरे (Reddish brown) रंग की कॉपर की
  3. अभिक्रियाशीलता के घटते हुए क्रम हैं- B > A > C > D

प्रश्न 4.
अभिक्रियाशील धातु को तनु हाइड्रोक्लोरिक अम्ल में डाला जाता है, तो कौन-सी गैस निकलती है? आयरन के साथ तनु H2So4 की रासायनिक अभिक्रिया लिखिए।
उत्तर
जब अभिक्रियाशील धातु को तनु HCL अम्ल में डाला जाता है, तो हाइड्रोजन गैस निकलती है। क्योंकि, अभिक्रियाशील धातुएँ अम्ल से हाइड्रोजन को विस्थापित कर देती हैं।

प्रश्न 5.
जिंक की आयरन (II) सल्फेट के विलयन में डालने से क्या होता है? इसकी रासायनिक अभिक्रिया लिखिए।
उत्तर
जब जिंक को आयरन (II) सल्फेट के विलयन में डाला जाता है, तो इसका हरा रंग धीरे-धीरे मलीन हो जाता है। तथा विलयन रंगहीन जिंक सल्फेट बनता है। काले-भूरे रंग के आयरन धातु विस्थापित हो जाती है क्योंकि Zn, Fe से अधिक क्रियाशील है।

खंड 3.3 (पृष्ठ संख्या 54)

प्रश्न 1.
(i) सोडियम, ऑक्सीजन एवं मैग्नीशियम के लिए इलेक्ट्रॉन-बिंदु संरचना लिखिए।
(ii) इलेक्ट्रॉन के स्थानांतरण द्वारा Na2O एवं MgO को निर्माण दर्शाइए।
(iii) इने यौगिकों में कौन-से आयन उपस्थित हैं?
उत्तर

प्रश्न 2.
आयनिक यौगिक का गलनांक उच्च क्यों होता है?
उत्तर
आयनिक यौगिकों का गलनांक उच्च इसलिए होता है, क्योंकि इनके आयनों के बीच मजबूते अंतर-आकर्षण बल होता है, जिसे तोड़ने के लिए ऊर्जा की पर्याप्त मात्रा की आवश्यकता होती है।

खंड 3.4 (पृष्ठ संख्या 59)

प्रश्न 1.
निम्न पदों की परिभाषा दीजिए
(i) खनिज
(ii) अयस्क
(iii) गैंग
उत्तर

  1. खनिज (Minerals)-धातुओं के वे तत्व या यौगिक जो भूपर्पटी में प्राकृतिक रूप से पाए जाते हैं, जिनमें कुछ अन्य पदार्थ; जैसे-मृदा, रेत, चूना पत्थर मिले होते हैं, उन्हें खनिज कहा जाता है।
  2. अयस्क (Ore)-जिस खनिज से धातु कम खर्चे पर आसानी से प्राप्त की जा सकती है, उसे अयस्क कहते हैं।
  3.  गैंग (gangue)-पृथ्वी से खनित अयस्कों में मिट्टी, रेत आदि जैसी कई अशुद्धियाँ होती हैं, जिन्हें गैंग कहते हैं।

प्रश्न 2.
दो धातुओं के नाम बताइए जो प्रकृति में मुक्त अवस्था में पाई जाती हैं।
उत्तर
सोना और प्लैटिनम धातु मुक्त अवस्था में पाई जाती हैं।

प्रश्न 3.
धातु को उसके ऑक्साइड से प्राप्त करने के लिए किस रासायनिक प्रक्रम का उपयोग किया जाता है?
उत्तर
अपचयन (Reduction) प्रक्रम का उपयोग किया जाता है। कार्बन के अलावा अत्यधिक अभिक्रियाशील धातुएँ;
जैसे-Na, Ca, Al आदि को अपचायक के रूप में उपयोग किया जा सकता है, क्योंकि ये निम्न अभिक्रियाशीलता वाले धातुओं को उनके यौगिकों से विस्थापित कर देते हैं। उदाहरण के लिए-
3MnO2(s) + 4Al(s) → 3Mn(l) + 2Al2O3(s) + ऊष्मा

खण्ड 3.5 ( पृष्ठ संख्या 61)

प्रश्न 1.
जिंकमैग्नीशियम एवं कॉपर के धात्विक ऑक्साइडों को निम्न धातुओं के साथ गर्म किया गया-

किस स्थिति में विस्थापन अभिक्रिया घटित होगी?
उत्तर

कारण- क्योंकि अधिक अभिक्रियाशील धातुएँ ही कम अभिक्रियाशील धातुओं को उसके लवण विलयन से विस्थापित कर सकती हैं।

प्रश्न 2.
कौन-सी धातु आसानी से संक्षारित नहीं होती है?
उत्तर
सक्रियता श्रेणी के नीचे स्थित सबसे कम अभिक्रियाशील धातुएँ- सिल्वर (Ag), सोना (Au) और प्लेटिनम (Pt) | वायुमंडलीय गैसों से अभिक्रिया नहीं करती हैं, इसलिए संक्षारित नहीं होती हैं।

प्रश्न 3.
मिश्रधातु क्या होती हैं?
उत्तर
दो या दो से अधिक धातुओं अथवा एक धातु या एक अधातु के समांगी मिश्रण को मिश्रधातु कहते हैं; जैसे-काँसा
(Cu एवं Sn), इस्पात (C एवं Fe) आदि।

पाठ्यपुस्तक से हल प्रश्न

[NCERT TEXTBOOK QUESTIONS SOLVED]

प्रश्न 1.
निम्न में कौन-सा युगल विस्थापन अभिक्रिया प्रदर्शित करता है
(a) NaCl विलयन एवं कॉपर धातु
(b) MgCl2 विलयन एव ऐलुमिनियम धातु
(C) FeSO4 विलयन एवं सिल्वर धातु
(d) AgNO3 विलयन एवं कॉपर धातु
उत्तर
(d) AgNO3 विलयन एवं कॉपर धातु

प्रश्न 2.
लोहे के फ्राइंग पैन (frying pan) को जंग से बचाने के लिए निम्न में से कौन-सी विधि उपयुक्त है?
(a) ग्रीज लगाकर
(b) पेंट लगाकर
(C) जिंक की परत चढ़ाकर
(d) सभी
उत्तर
(c) जिंक की परत चढ़ाकर

प्रश्न 3.
कोई धातु ऑक्सीजन के साथ अभिक्रिया कर उच्च गलनांक वाला यौगिक निर्मित करती है यह यौगिक जल में विलेय है। यह तत्व क्या हो सकता है?
(a) कैल्शियम
(b) कार्बन
(c) सिलिकन
(d) लोहा
उत्तर
(a) कैल्शियम

प्रश्न 4.
खाद्य पदार्थ के डिब्बों पर जिंक की बजाय टिन का लेप होता है, क्योंकि
(a) टिन की अपेक्षा जिंक महँगा है।
(b) टिन की अपेक्षा जिंक का गलनांक अधिक है।
(C) टिन की अपेक्षा जिंक अधिक अभिक्रियाशील है।
(d) टिन की अपेक्षा जिंक कम अभिक्रियाशील है।
उत्तर
(c) टिन की अपेक्षा जिंक अधिक अभिक्रियाशील है।

प्रश्न 5.
आपको एक हथौड़ा, बैट्री, बल्ब, तार एवं स्विच दिया गया है-
(a) इनका उपयोग कर धातुओं एवं अधातुओं के नमूनों के बीच आप विभेद कैसे कर सकते हैं?
(b) धातुओं एवं अधातुओं में विभेदन के लिए इन परीक्षणों की उपयोगिताओं का आकलन कीजिए।
उत्तर
(a)

  • हथौड़े से पीटकर-धातु की पतली चादर प्राप्त होती है, जबकि अधातु भंगुर होती हैं अतः छोटे-छोटे टुकड़ों में बिखर जाएँगी।
  • विद्युत परिपथ द्वारा-सर्वप्रथम बल्ब, बैट्री, तार तथा स्विच का उपयोग कर निम्न परिपथ बनाइए। इसके बाद बारी-बारी से धातुओं और अधातुओं के दिए गए नमूनों को विद्युत परिपथ के क्लिप में लगाकर स्विच को ऑन करते हैं। हम पाते हैं कि धातुओं की स्थिति में बल्ब जलने लगता है, जबकि अधातुओं के साथ बल्ब नहीं जलता है।

(b) परीक्षण
(a)

  • ज्यादा उपयुक्त तरीका है क्योंकि ग्रेफाइट एक अधातु है, परंतु विद्युत का सुचालक है इसलिए | इसके साथ भी बल्ब जलने लगेगा लेकिन सभी अधातुएँ भंगुर होती हैं।

प्रश्न 6.
उभयधर्मी ऑक्साइड क्या होते हैं? दो उभयधर्मी ऑक्साइडों का उदाहरण दीजिए।
उत्तर
ऐसे धातु ऑक्साइड जो अम्ल तथा क्षारक दोनों से अभिक्रिया करके लवण तथा जल प्रदान करते हैं, उभयधर्मी ऑक्साइड कहलाते हैं।
उदाहरण- ऐलुमीनियम ऑक्साइड (Al2O3) और जिंक ऑक्साइड (ZnO)

प्रश्न 7.
दो धातुओं के नाम बताइए जो तनु अम्ल से हाइड्रोजन को विस्थापित कर देंगी, तथा दो धातुएँ जो ऐसा नहीं कर सकती हैं।
उत्तर
मैग्नीशियम (Mg) और कैल्शियम (Ca) धातुएँ तनु अम्ल से हाइड्रोजन को विस्थापित कर देंगी जबकि कॉपर (Cu) और सिल्वर (Ag) धातुएँ हाइड्रोजन को विस्थापित नहीं कर पाएँगी, क्योंकि ये धातुएँ हाइड्रोजन से कम अभिक्रियाशील हैं।

प्रश्न 8.
किसी धातु M के विद्युत अपघटनी परिष्करण में आप एनोड, कैथोड। एवं विद्युत अपघट्य किसे बनाएँगे?
उत्तर
धातु M के विद्युत अपघटनी परिष्करण के लिए-
UP Board Solutions for Class 10 Science Chapter 3 Metals and Non-metals  img-12

प्रश्न 9.
प्रत्यूष ने सल्फर चूर्ण को स्पैचुला में लेकर उसे गर्म किया। चित्र के अनुसार एक परखनली को उलटा करके उसने उत्सर्जित गैस को एकत्र किया
(a) गैस की क्रिया क्या होगी
(i) सूखे लिटमस पत्र पर?
(ii) आई लिटमस पत्र पर?
(b) ऊपर की अभिक्रियाओं के लिए संतुलित रासायनिक अभिक्रिया लिखिए।

उत्तर
(a)

  • सूखे लिटमस पत्र पर कोई प्रभाव नहीं पड़ता है।
  • आई लिटमस पत्र पर प्रभाव पड़ता है। नीले रंग के आर्द्र लिटमस पत्र का रंग बदलकर लाल हो जाता है।

(b)

  • S + O2 → So2 सल्फर डाइऑक्साइड
  •  SO2 + H2O → H2SO3सल्फ्यूरस अम्ल

प्रश्न 10.
लोहे को जंग से बचाने के लिए दो तरीके बताइए।
उत्तर
लोहे को जंग से बचाने के लिए दो तरीके निम्न हैं

  1. यशदलेपन द्वारा- इस विधि में लोहे एवं इस्पात पर जिंक की पतली परत चढ़ाई जाती है।
  2. पेंटिंग द्वारा- इस विधि में लोहे की वस्तु को पेंट कर देते हैं, ताकि इसकी सतहें वायु और आर्द्रता के सीधे सम्पर्क में न रहें।

प्रश्न 11.
ऑक्सीजन के साथ संयुक्त होकर अधातुएँ कैसा ऑक्साइड बनाती हैं?
उत्तर
ऑक्सीजन के साथ संयुक्त होकर अधिकांश अधातुएँ अम्लीय ऑक्साइड बनाती हैं। कुछ अधातुएँ उदासीन ऑक्साइड भी बनाती हैं।
अम्लीय ऑक्साईड- SO2, CO2, NO2 आदि
उदासीन ऑक्साइड-H2O, CO

प्रश्न 12.
कारण बताइए
(a) प्लैटिनम, सोना एवं चाँदी का उपयोग आभूषण बनाने के लिए किया जाता है।
(b) सोडियम, पोटैशियम एवं लीथियम को तेल के अंदर संग्रहित किया जाता है।
(C) ऐलुमिनियम अत्यंत अभिक्रियाशील धातु है, फिर भी इसका उपयोग खाना बनाने वाले बर्तन बनाने के लिए किया जाता है।
(d) निष्कर्षण प्रक्रम में कार्बोनेट एवं सल्फाइड अयस्क को ऑक्साइड में परिवर्तित किया जाता है।
उत्तर
(a) सोना (Au), चाँदी (Ag) और प्लेटिनम (Pt) का उपयोग आभूषण बनाने में इसलिए किया जाता है, क्योंकि ये धातुएँ वायु, आर्द्रता और अम्लों से जल्द संक्षारित नहीं होते हैं और इसकी धात्विक चमक लम्बे समय तक रहती है। साथ ही, ये धातुएँ सर्वोत्तम आघातवर्थ्य और तन्य भी हैं।

(b) क्योंकि सोडियम (Na), पोटैशियम (K) और लीथियम (Li) जैसी धातुएँ ऑक्सीजन के साथ इतनी तेजी से अभिक्रिया करती हैं कि खुले में रखने पर आग पकड़ लेती हैं। इन्हें सुरक्षित रखने तथा अचानक आग को रोकने के लिए तेल (केरोसिन तेल) के अंदर डुबोकर रखा जाता है। साथ ही, ये धातुएँ जल के साथ भी तेज़ ऊष्माक्षेपी अभिक्रिया करती हैं और उत्सर्जित H2 जलने लगते हैं।

(c) क्योंकि बर्तनों के ऊपर ऐलुमिनियम ऑक्साइड (Al2O3) की परत बन जाती है, जो ऐलुमिनियम की सतहों को संक्षारित होने से बचाता है तथा खाद्य पदार्थ को खराब होने से बचाता है।
(d) क्योंकि किसी धातु को उसके सल्फाइड और कार्बोनेट की तुलना में उसके ऑक्साइडों से प्राप्त करना अधिक आसान होता है। इसलिए निष्कर्षण प्रक्रम में कार्बोनेट एवं सल्फाइड अयस्क को.ऑक्साइड में परिवर्तित किया जाता है।

प्रश्न 13.
आपने ताँबे के मलीन बर्तन को नींबू या इमली के रस से साफ़ करते अवश्य देखा होगा। यह खट्टे पदार्थ बर्तन को साफ़ करने में क्यों प्रभावी हैं?
उत्तर
ताँबे के ऊपर आर्द्र वायु तथा CO2 के कारण कॉपर कार्बोनेट की एक हरी-सी परत बन जाती है, जो क्षारकीय प्रकृति | की होती है। इसलिए जब इसे नींबू या इमली के रस से साफ़ करते हैं, तो इसमें मौजूद अम्ल क्षारक को उदासीन कर देता है और बर्तन साफ़ हो जाता है।
कॉपर कार्बोनेट + साइट्रिक अम्ल -→ कॉपर साइट्रेट + CO2 + H2O

प्रश्न 14.
रासायनिक गुणधर्मों के आधार पर धातुओं एवं अधातुओं में विभेद कीजिए।
उत्तर

प्रश्न 15.
एक व्यक्ति प्रत्येक घर में सुनार बनकर जाता है। उसने पुराने एवं मलीन सोने के आभूषणों में पहले जैसी चमक पैदा करने का ढोंग रचाया। कोई संदेह किए बिना ही एक महिला अपने सोने के कंगन उसे देती है, जिसे वह एक विशेष विलयन में डाल देता है। कंगन नए की तरह चमकने लगते हैं, लेकिन उनका वज़न अत्यंत कम हो जाता है। वह महिला बहुत दुखी होती है तथा तर्क-वितर्क के पश्चात् उस व्यक्ति को झुकना पड़ता है। एक जासूस की तरह क्या आप उस विलयन की प्रकृति के बारे में बता सकते हैं।
उत्तर
वह व्यक्ति जो सुनार बनकर जाता है, उसके पास ऐक्वा रेजिया (aqua regia) का विलयन है, जो 3:1 में सांद्र HCl एवं सांद्र HNO3 अम्ल का ताज़ा मिश्रण होता है। इसमें सोने को गलाने की क्षमता होती है, जिसके कारण कंगन चमकने लगते हैं, लेकिन उनका वज़न कम हो जाता है।

प्रश्न 16.
गर्म जल का टैंक बनाने में ताँबे का उपयोग होता है, परंतु इस्पात (लोहे की मिश्रधातु) का नहीं। इसको कारण बताइए।
उत्तर
ऐसा इसलिए क्योंकि कॉपर ऊष्मा का सुचालक होता है, जबकि इस्पात जो लोहे का एक मिश्रधातु है ऊष्मा का अच्छा चालक नहीं होता है। साथ ही कॉपर जल (भाप) से अभिक्रिया नहीं करता है, जबकि इस्पात में जल से अभिक्रिया होती है और जंग लग जाती है।