The words you are searching are inside this book. To get more targeted content, please make full-text search by clicking here.
Discover the best professional documents and content resources in AnyFlip Document Base.
Search
Published by nta1234, 2021-04-20 23:13:11

MTG MCQ

MCQ IIT JEE

Chemical  Thermodynamics  21 

reversible path HH HH

26.  (d) :  C C +H–H H–C–C–H
HH
23.  (d) :  A B HH
DH Reaction  = å BE reactant  – å BE product 

irreversible path  =  4  ×  414  +  615  +  435  –  (6  ×  414  +  347) 

We know  that for a  cyclic  process  the  net change  in internal  =  2706  –  2831 
energy is equal to zero and change in the internal energy does 
not  depend  on  the  path  by  which  the  final  state  is  reached.  = –125 kJ 

24.  (b) : For spontaneity, change in entropy (dS) must be positive,  27.  (d) : It does not violate first law of thermodynamics but violates 
means  it  should  be  greater  than  zero.  second  law  of  thermodynamics. 
Change in Gibbs free energy (dG) must be negative means that 
it should be lesser than zero. (dS)V  , E  > 0, (dG) T, P  < 0.  28.  (b) : For endothermic reaction, DH = +ve 
Now, DG = DH – TDS 
25.  (c) : This is according to Hess's law.  For non­spontaneous reaction, DG should be positive 
Now DG is positive at low temperature if DH is positive.
DG is negative at high temperature if DS is positive. 

29.  (d)  : DH  =  negative  shows  that  the  reaction  is  spontaneous. 
Higher value for DH shows that the reaction is more feasible.

22  JEE MAIN CHAPTERWISE EXPLORER 

CHAPTER  SOLUTIONS



1.  K f  for water is 1.86 K kg mol –1 . If your automobile radiator  7.  If sodium sulphate  is considered to be  completely dissociated 

holds 1.0 kg of  water,  how  many  grams of  ethylene glycol  into cations and anions in aqueous solution, the change in freezing 

(C 2 H6 O   2 ) must you add to get the freezing point of the solution  point of water (DTf )  , when 0.01 mol of sodium sulphate is dissolved 
lowered  to –2.8°C? 
in 1 kg of water, is (Kf   = 1.86 K kg mol– 1)   

(a)  93 g  (b)  39 g  (a)  0.0186 K  (b)  0.0372 K 

(c)  27 g  (d)  72 g  (2012)  (c)  0.0558 K  (d)  0.0744 K  (2010) 

2.  The  density  of  a  solution  prepared  by  dissolving  120  g  of  8.  A binary liquid solution is prepared by mixing n­heptane and 

urea (mol. mass = 60 u) in 1000 g of water is 1.15 g/mL. The  ethanol.  Which  one  of  the  following  statements  is  correct 

molarity of  this solution  is  regarding the  behaviour of  the  solution? 

(a)  1.78 M  (b)  1.02 M  (a)  The  solution  formed is an ideal solution. 

(c)  2.05 M  (d)  0.50 M  (2012)  (b)  The solution is non­ideal, showing +ve deviation from 
Raoult’s  law. 
3.  The degree of dissociation (a) of a weak electrolyte, Ax  B y  is 
related  to  van’t Hoff  factor  (i)  by  the  expression  (c)  The solution is non­ideal, showing –ve deviation from 
Raoult’s  law. 

(a)  a = i - 1  (b)  a= i - 1  (d)  n­heptane  shows  +ve  deviation  while  ethanol  shows 
(x + y - 1) (x + y + 1) –ve  deviation from Raoult’s  law. 
(2009) 
(c)  a = (x + y - 1)  (d)  a= (x + y + 1)  (2011) 
i - 1 i - 1

4.  Ethylene  glycol  is  used  as  an  antifreeze  in  a  cold  climate.  9.  Two liquids X and Y form an ideal solution. At  300 K, vapour 
pressure  of  the  solution  containing  1  mol  of  X  and  3  mol  of 
Mass of  ethylene  glycol  which should  be  added  to 4  kg of 
Y  is  550  mm  Hg. At  the  same  temperature,  if  1  mol  of  Y  is 
water to  prevent  it  from  freezing  at  –  6°C  will  be  : (K f  for  further added to this solution, vapour pressure of the solution 
water = 1.86 K kg mol –1 , and molar mass of ethylene glycol 

=  62  g  mol –1 )  increases by 10 mm Hg. Vapour pressure (in mm  Hg) of  X 

(a)  804.32 g  (b)  204.30 g  and  Y  in  their  pure  states  will  be,  respectively 

(c)  400.00 g  (d)  304.60 g  (2011)  (a)  200 and 300  (b)  300 and 400 

5.  A 5.2 molal aqueous solution of methyl alcohol, CH 3 OH, is  (c)  400 and 600  (d)  500 and 600  (2009) 

supplied. What is the mole fraction of methyl alcohol in the  10.  The  vapour  pressure  of  water  at  20°C  is  17.5  mm  Hg.  If 

solution?  (b)  0.190  18  g  of  glucose  (C 6H   12 O 6)    is  added  to  178.2  g  of  water  at 
(a)  0.100  20°C, the vapour pressure of the resulting solution  will be 

(c)  0.086  (d)  0.050  (2011)  (a)  17.325 mm Hg  (b)  17.675 mm Hg 

6.  On  mixing,  heptane  and  octane  form  an  ideal  solution. At  (c)  15.750 mm Hg  (d)  16.500 mm Hg 
373  K,  the  vapour  pressure  of  the  two  liquid  components 
(2008) 

(heptane  and octane)  are 105  kPa  and  45 kPa  respectively.  11.  At 80°C, the vapour pressure of pure liquid A is 520 mm of 

Vapour  pressure  of  the  solution  obtained  by  mixing  25.0  g  of  Hg and that of pure liquid B is 1000 mm of Hg. If a mixture 

heptane  and  35  g  of  octane  will  be  (molar  mass  of  heptane  =  solution of  A  and  B  boils at  80°C  and  1 atm  pressure,  the 

100 g mol– 1  and of octane = 114 g mol –1 )  amount of A  in the mixture is (1 atm = 760 mm of Hg) 

(a)  144.5 kPa  (b)  72.0 kPa  (2010)  (a)  50 mol percent  (b)  52 mol percent 
(c)  36.1 kPa  (d)  96.2 kPa  (c)  34 mol percent  (d)  48 mol percent 

(2008) 

Solutions  23 

12.  A 5.25% solution of a substance is isotonic with a 1.5% solution  21.  Which one of the following statements is false? 
of urea (molar mass = 60 g mol– 1)   in the same solvent. If the 
densities  of  both  the  solutions  are  assumed  to  be  equal  to  (a)  Raoult’s law states that the vapour pressure of a component 
1.0  g  cm–  3,    molar  mass  of  the  substance  will  be 
(a)  210.0 g mol– 1  (b)  90.0 g mol– 1  over a solution is proportional  to its mole fraction. 
(c)  115.0 g mol– 1  (d)  105.0 g mol– 1 
(2007)  (b)  The  osmotic  pressure (p)  of  a  solution  is  given  by  the 

equation (p = MRT, where M is the molarity of the solution. 

(c)  The  correct  order  of  osmotic  pressure  for 

0.01  M  aqueous  solution  of  each  compound  is 

13.  A  mixture  of  ethyl  alcohol  and  propyl  alcohol  has  a  vapour  BaCl2   > KCl > CH3  COOH > sucrose. 
(d)  Two  sucrose  solutions  of  same  molality  prepared  in 
pressure of 290 mm at 300 K. The vapour  pressure of propyl 
different  solvents  will  have  the  same  freezing  point 
alcohol is 200 nm. If the mole fraction of ethyl alcohol is 0.6, 
depression.  (2004) 
its  vapour  pressure  (in  mm)  at  the  same  temperature  will  be 

(a)  360  (b)  350  22.  Which of the following liquid pairs shows a positive deviation 

(c)  300  (d)  700  (2007)  from  Raoult’s  law? 

14.  The density (in g mL– 1)   of a 3.60 M sulphuric acid solution that  (a)  Water ­ hydrochloric acid 

is 29% H2 S  O4   (molar mass = 98 g mol– 1)   by mass will be  (b)  Benzene ­ methanol 

(a)  1.45  (b)  1.64  (c)  Water ­ nitric acid 

(c)  1.88  (d)  1.22  (2007)  (d)  Acetone  ­  chloroform  (2004) 

15.  18  g  of  glucose  (C 6H  1 2O   6)    is  added  to  178.2  g  of  water.  The  23.  To neutralise completely 20 mL of 0.1 M aqueous solution of 
vapour pressure of water for this aqueous solution at 100°C is 
phosphorous acid (H3 P  O3 )  , the volume of 0.1 M aqueous KOH 
(a)  759.00 torr  (b)  7.60 torr  solution  required  is 

(c)  76.00 torr  (d)  752.40 torr  (2006)  (a)  10 mL  (b)  20 mL 

(c)  40 mL  (d)  60 mL  (2004) 

16.  Density of a 2.05 M solution of acetic acid in water is 1.02 g/  24.  6.02 × 10 20 molecules of urea are present in 100 ml of its solution. 

mL. The molality of  the solution  is  The concentration of urea  solution is 

(a)  1.14 mol kg– 1  (b)  3.28 mol kg– 1  (a)  0.001 M  (b)  0.01 M 

(c)  2.28 mol kg– 1  (d)  0.44 mol kg– 1  (2006)  (c)  0.02 M  (d)  0.1 M  (2004) 

17.  Equimolal solutions in the same solvent have  25.  Which  one  of  the  following  aqueous  solutions  will  exhibit 
(a)  same boiling  point but different freezing point 
(b)  same freezing point but different boiling  point  highest  boiling  point? 
(c)  same boiling and same freezing points 
(d)  different boiling  and  different freezing points.  (2005)  (a)  0.01 M Na2  SO4   (b)  0.01 M KNO 3  (2004) 
(c)  0.015 M urea  (d)  0.015 M glucose 

18.  Two solutions of a substance (non electrolyte) are mixed in the  26.  If liquids A and B form an ideal solution, the 
(a)  enthalpy of mixing is zero 
following manner. 480 mL of 1.5 M first solution + 520 mL of  (b)  entropy of mixing is zero 
(c)  free energy of mixing is zero 
1.2 M second solution. What is the molarity of the final mixture?  (d)  free energy as well as the entropy of mixing are each zero. 
(2003) 
(a)  1.20 M  (b)  1.50 M 

(c)  1.344 M  (d)  2.70 M  (2005) 

19.  Benzene and toluene form nearly ideal solutions. At 20°C, the  27.  25 mL of a solution of barium hydroxide on titration with a 0.1 

vapour pressure of benzene is 75 torr and that of toluene is 22  molar solution of hydrochloric acid gave a litre value of 35 mL. 

torr. The partial vapour pressure of benzene at 20°C for a solution  The  molarity  of  barium  hydroxide  solution  was 

containing 78 g of benzene and 46  g of toluene in torr is  (a)  0.07  (b)  0.14 

(a)  50  (b)  25  (c)  0.28  (d)  0.35  (2003) 

(c)  37.5  (d)  53.5  (2005) 

20.  If a  is  the  degree  of  dissociation  of  Na2 S  O4 ,   the  vant  Hoff’s  28.  In a 0.2 molal aqueous solution of a weak acid HX, the degree 
factor  (i)  used  for  calculating  the  molecular  mass  is 
of  ionization  is 0.3. Taking  K f  for  water  as  1.85,  the  freezing 
(a)  1 + a  (b)  1 – a  point  of  the  solution  will  be  nearest  to 

(c)  1 + 2a  (d)  1 – 2a  (2005)  (a)  – 0.480°C  (b)  – 0.360 °C 

(c)  – 0.260 °C  (d)  + 0.480 °C  (2003)

24  JEE MAIN CHAPTERWISE EXPLORER 

29.  In mixture A and B components show –ve deviation as  30.  Freezing point of an aqueous solution is  (–0.186)°C. Elevation 
(a) DVm  ix  > 0 
(b) DHm  ix  < 0  of  boiling  point  of  the  same  solution  is  K b  =  0.512°C, 
(c)  A  –  B  interaction  is  weaker  than  A  –  A  and  K f  = 1.86°C,  find the increase in boiling point. 
B  –  B  interaction  (a)  0.186°C 
(d)  A  –  B  interaction  is  stronger  than  A  –  A  and 
B  –  B  interaction.  (b)  0.0512°C 
(2002) 
(c)  0.092°C 

(d)  0.2372°C  (2002)

Answer  Key 

1.  (a)  2.  (c)  3.  (a)  4.  (a)  5.  (c)  6.  (b) 
7.  (c)  8.  (b)  11.  (a)  12.  (a) 
13. (b)  14.  (d)  9.  (c)  10.  (a)  17.  (c)  18.  (c) 
19. (a)  20.  (c)  23.  (c)  24.  (b) 
25. (a)  26.  (a)  15.  (d)  16.  (c)  29.  (b,d)  30.  (b) 

21.  (d)  22.  (b) 

27.  (b)  28.  (a) 

Solutions  25 

1.  (a) :  Kf   =  1.86 K kg mol –1 Here  solute  is methyl alcohol, solvent is water. 
DTf   =  0 – (–2.8) = 2.8°C 
Mass of solvent =  1.0 kg  Given  n  =  5.2,  N = 1000 
18
Mass  of  solute  =  ? 
Molecular mass of solute =  62 \  Mole  fraction =  5.2 
DT f  =  Kf   ×  m  5.2 + 101080 

Weight of solute  = 5.2 ´ 18 = 93.6  = 0.0855 » 0.086 
m = Molecular mass of solute  ´ 1000  93.6 + 1000 1093.6

Mass of solvent (g) 6.  (b)  : Given,  p° heptane  =  105 kPa 

m = w / 62 ´ 1000 = w p°o  ctane  = 45 kPa 

1000 62 wh eptane  = 25 g 

DT f  =  Kf   ×  m  wo ctane  = 35 g 

2.8 = 1.86 ´ w Þ w = 62 ´ 2.8 = 93 g  nheptane  = 25  = 0.25 
62 1.86 100

2.  (c)  : Mass of solute taken =  120 g 

Molecular mass of  solute = 60  u  noctane  = 35  = 0.30 
114
Mass of solvent =  1000 g 
0.25 
Density of solution  =  1.15  g/mL  xheptane  = 0.25 + 0.30 = 0.45 

Total mass of solution =  1000 + 120  = 1120  g 

Volume  of  solution  =  Mass =  1120  mL  xoctane  = 0.30  = 0.54 
Density 1.15 0.25 + 0.30

Mass of solute  pT  otal  = x heptane p° heptane  + x octane p° octane 
=  0.45  ×  105  +  0.54  ×  45 
Molarity =  Molecular mass of solute  ´ 1000 
Volume of solution = 47.25 + 24.3 = 71.55 » 72 kPa 

= 120 / 60 ´ 1000 = 2 ´ 1000 ´ 1.15 = 2.05 M  7.  (c) :Depression in freezing point, DTf   = i × Kf   × m 
1120 / 1.15 1120 For sodium sulphate, i  = 3 
m = 0.01 = 0.01 m. 
3.  (a)  : Ax  By   xA y+  +  yB x–  1 kg
Given, K f  = 1.86  K kg  mol –1
1 – a  xa  ya  \ DT f  = 3  × 1.86 × 0.01  = 0.0558 K 

i = 1 – a + xa + ya  = 1 + a(x + y  – 1) 8.  (b) :  The solution containing  n­heptane and ethanol  shows 
non­ideal  behaviour  with  positive  deviation  from  Raoult’s 
\  a = (x i - 1  law. This is because the ethanol molecules are held together 
+ y - 1) by  strong H­bonds,  however  the  forces  between  n­heptane 
and ethanol are not very strong, as a result they easily vapourise 
4.  (a)  : DTf   =  K f  ×  m  =  Kf ´ w2  ´ 1000 showing  higher  vapour  presure  than  expected. 
w1 ´ m2 

w1   and  w2   = wt. of  solvent  and  solute 

m 2  = molecular wt.  of  solute

DT f  =  0 – (– 6)  = 6 

\ 6 = 1.86 ´ w2  ´ 1000  9.  (c)  : P T  =  p°X  x X  +  p°Y  x Y 
4000 ´ 62 where, P T  = Total  presure 
p°X   = Vapour  pressure of  X  in pure  state 
w2  = 6 ´ 62 ´ 4000  = 800 g  p°Y   = Vapour pressure  of Y in pure  state 
1000 ´ 1.86 x X  = Mole fraction  of  X  = 1/4 
x Y  = Mole fraction of  Y  = 3/4 
5.  (c)  : Mole  fraction  of  solute  = n (i)  When T = 300  K,  PT    = 550  mm Hg
N + n

n  = number of  moles  of  solute 
N = number of moles  of  solvent 

26  JEE MAIN CHAPTERWISE EXPLORER

( ) ( ) \ 1 3  14.  (d) : 3.6 M solution means 3.6 mole of H 2 SO 4  is present in 
550 = p°X 4 +  pY°   4 1000 mL  of solution.

Þ p°X + 3 pY °  = 2200 .....(1) \ Mass  of 3.6 moles of  H2  SO4   =  3.6 × 98 g = 352.8 g
\ Mass of H2  SO4   in 1000 mL of  solution = 352.8 g 
(ii)  When at T = 300  K, 1  mole of  Y is  added, 
Given,  29 g  of  H2 S  O4   is  present in 100 g  of solution
PT   = (550 + 10)  mm Hg \ 352.8 g of H2 S  O4   is present in 

\  x X  = 1/5  and  x Y  = 4/5 100  ´ 352.8 =  1216 g of  solution 
29
( ) ( ) Þ 1 4 
560 = pX° 5 +  pY °  5

or p°X + 4 pY °  = 2800 ....(2) Mass = 1216  = 1.216 g/mL 
Now, density =  Volume 1000
On solving equations (1)  and (2), we get 
p°Y   = 600 mm Hg and  p°X   = 400 mm Hg  15.  (d) :  p° - ps  =  n 
ps  N
10.  (a) :  In  solution containing non­volatile  solute,  pressure is 
directly  proportional  to  its  mole  fraction.  760 - ps   = 18/180 = 1/10 
Ps olution  =   vapour   pressure of  its  pure  component  ps  178.2 /18 9.9 
×  mole  fraction  in  solution 1 
\  Ps ol  =  P°X solvent  Þ  760 - ps = 99 ps Þ 760 ´ 99 - 99 ps = ps 
Let A be the  solute and  B the  solvent 
760 ´ 99 
nB    178.2  Þ  100ps   =  760 ×  99 Þ  p s  =  100 = 752.4 torr 
nA + nB 
\ X B  = = 18 18  16.  (c) : Molality,  m = M  ´1000 
180 + 17188. 2  1000d  - MM 2 

X B  = 99.9.94  = 0.99  where M  = molarity,  d  = density,  M2   =  molecular  mass 

Now  Ps olution  =  P°X solvent  =  17.5  ×  0.99  m = 2.05 = 2.05 
Ps olution  =  17.325  1000 ´1.02 - 2.05 ´ 60 897 

11.  (a) :  We  have, PA °   = 520 mm Hg  =  2.28 ×  10 –3  mol  g –1  =  2.28 mol  kg –1 
17.  (c) : According to Raoult’s law equimolal solutions of all the 
and  PB°   = 1000 mm Hg 
Let  mole  fraction  of  A  in  solution =  X A  substances in the same solvent will show equal elevation in 
and  mole  fraction  of  B  in  solution  =  X B  boiling points as well as equal depression in freezing point. 
Then, at 1 atm pressure i.e. at 760  mm Hg 
18.  (c) : Total millimoles of solute 

PA° X A + PB° X B  = 760 mm Hg  =  480  ×  1.5  +  520  ×  1.2  =  720  +  624  =  1344 

Total  volume  =  480  +  520  =  1000 

PA° X A + PB° (1 - X A ) = 760 mm Hg  Molarity  of  the  final  mixture  =  1344 = 1.344 M 
1000
Þ  520 X A  + 1000 – 1000  X A  = 760 mm Hg

Þ  X A  =  1  or   50  mol percent  19.  (a) : According to Raoult's law, PB    = P° B X B 

P°B   =  75  torr 
12.  (a) : Isotonic solutions  have same osmotic pressure. 
78 / 78 1 1 
p1 = C1RT ,  p 2 = C 2 RT X B  =  (78/ 78) + (46 / 92) = 1 + 0.5 = 1.5

For isotonic  solution,  p1 = p2 1 
\  C 1  =  C2   PB   = 75 ´ 1.5 = 50 torr 

or,  1.5/ 60 =  5.25 / M  20.  (c) : Na 2 SO 4  ƒ  2Na +  + SO 42  – 
VV
1                              0                   0 
[Where  M  =  molecular  weight  of  the  substance] 
1 – a  2a a 

or,  1.5 =  5.25  or  M =  210  Vant  Hoff  factor  (i)  =  1- a + 2 a + a  =  1  +  2a 
60  M
1
13.  (b) : According to Raoult’s law, 

P = PA + PB  = PA°xA + PB° xB  21.  (d) : The  extent of depression in freezing point varies  with 

or    290 =  PA°  ´ (0.6) + 200 ´ (1 - 0.6)  the  number  of  solute  particles  for  a  fixed solvent  only  and 
or    290 =  0.6 × PA°   + 0.4 × 200  it’s  a  characteristic  feature  of  the  nature  of  solvent  also.
or  PA o   = 350 mm  DT f  = k f  ×  m 
For  different  solvents,  value  of  k f  is  also  different.  So,  for 
two different solvents the extent of depression may vary even 
if number of solute particles be dissolved in them.

Solutions  27 

22.  (b) :  In  solutions showing  positive deviation,  the observed  26.  (a) : For ideal solutions, DH mix  = 0, neither heat is evolved 
vapour pressure of each component and total vapour pressure  nor absorbed during dissolution. 
are greater than predicted by Raoult's law, i.e. 
pA    > pºA x   A;    p B  > p ºB x B ;  p > p A  + p B  27.  (b) : Ba(OH) 2  HCl 
In  solution  of  methanol  and  benzene,  methanol  molecules  M 1V   1  =  M2  V 2 
are held together due to hydrogen bonding as shown below: 
M 1  × 25 = 0.1 × 35 
CH 3  CH 3  CH 3  or,  M1  = 0.12´5 35 = 0.14 

­ ­ ­ ­ O —– H ­ ­ ­ ­ O —– H ­ ­ ­ ­ O —– H ­ ­ ­ ­  28.  (a) : HX  H +  + X – 

1                 0  0 

On  adding benzene,  the  benzene  molecules  get  in  between  1 – 0.3          0.3   0.3 
the molecules of methanol, thus breaking the hydrogen bonds. 
As the resulting solution has weaker intermolecular attractions,  Total  number  of  moles   after dissociation 
the escaping tendency of alcohol and benzene molecules from 
the  solution  increases .  Consequently  the  vapour  pres sure  of  = 1 – 0.3 + 0.3 + 0.3 = 1.3 
the  solution  is  greater  than  the  vapour  pres sure  as  expected 
from  Raoult’s  law.  Kf   (observed)  =  no. of moles after dissociation 
Kf  (experimental) no. of moles before dissociation 

23.  (c) : H 3 PO 3  is a dibasic acid.  or,  Kf  (o1b.8s5erved) = 11.3  

N1  V1   (acid)  = N 2V   2  (base)  or,  K f  (observed) = 1.85 × 1.3 = 2.405
DT f  = K f  × molality = 2.405 × 0.2 = 0.4810 
0.1 × 2  × 20 = 0.1 ×  1 × V 2 Freezing point of solution = 0 – 0.481 = – 0.481°C 

\  V2  = 0.10´.12´´ 12  0 = 40 mL  29.  (b, d) : For negative deviation, from Raoult's law, DV mix < 0 
and DH mix  <  0. Here A  –  B  attractive  force  is  greater  than 
24.  (b) :  Moles of  urea =  6.02 ´10 20  = 10-3  moles  A – A and B – B attractive forces. 
6.02 ´ 1023 

Concentration  (molarity)  of  solution 

=  no. of moles of solute  =  10-  3 ´1000 = 0.0 1 M  30.  (b) : DTb   =  K b  W B  ´ 1000 
no. of litres of solution  100 B ´ WA 
M

25.  (a) : Elevation in boiling point is a colligative property which  DTf = K f  M BW´B  W  A ´1000 
depends upon  the  number  of  solute  particles. 
Greater the number of solute particles  in  a  solution, higher  DTb = Kb or DTb    =  0.512  or, DTb   =  0.0512°C
the  extent  of  elevation  in  boiling  point.  D T f K f  0.186 1.86 
Na 2 SO 4 ® 2Na +  + SO 42 – 

28  JEE MAIN CHAPTERWISE EXPLORER 

CHAPTER  EQUILIBRIUM



1.  How many litres of water must be added to 1 litre of an aqueous  (a)  5.0 × 10– 8  g  (b)  1.2 × 10– 10  g 

solution  of  HCl  with  a  pH  of  1  to  create  an  aqueous  solution  (c)  1.2 × 10– 9  g  (d)  6.2 × 10 –5  g  (2010) 

with pH of  2?  8.  In aqueous solution the ionisation constants for carbonic acid 

(a)  9.0 L  (b)  0.1 L  are 

(c)  0.9 L  (d)  2.0 L  (2013)  K1   = 4.2 × 10– 7  and  K2   = 4.8 × 10– 11 

2.  The  equilibrium  constant  (K c )  for  the  reaction  Select the correct statement for a saturated 0.034M solution of 

N2 (g) + O 2(g) ® 2NO (g) at temperature T is 4 × 10– 4.  The value of  the  carbonic  acid. 

Kc   for  the  reaction,    NO (g) ® 1  N 2(g)  +  12  O2 (g)  at  the  same  (a)  The  concentration of  H+    is  double  that  of  CO 32 –.  
2  (b)  The concentration  of CO 32 –  is 0.034  M. 

temperature is  (c)  The concentration of CO 32 –  is greater than that of HCO 3– .  
(d)  The  concentration  of  H+    and  HCO 3 –  are  approximately 
(a)  2.5 × 102   (b)  4 ×  10– 4 
equal. 
(c)  50.0  (d)  0.02  (2012) 

3.  The pH of a 0.1 molar solution of the acid HQ is 3. The value  (2010) 

of  the  ionization  constant,  K a  of this  acid is  9.  The correct order of increasing basicity of the given conjugate 

(a)  1 ×  10 –3  (b)  1 ×  10– 5  (2012)  bases  (R  =  CH3   )  is 
(c)  1 × 10– 7  (d)  3 × 10 –1  (a)  RCOO –  < HC  C–   < NH2  –  <  R–  
(b)  RCOO –  < HC  C–   < R –  <  NH2  – 
4.  A vessel at 1000 K contains CO 2  with a pressure of 0.5 atm.  (c)  R –  < HC  C–   < RCOO –  <  NH2 –    (2010) 
Some  of  the  CO 2  is  converted  into  CO  on  the  addition  of  (d)  RCOO –  < NH2  –  < HC  C–   <  R–  
graphite. If the total pressure at equilibrium is 0.8 atm, the value 

of K  is  (b)  3 atm  10.  Solid Ba(NO 3)  2  is gradually dissolved in a 1.0 × 10 –4 M  Na 2C  O 3 
(a)  1.8 atm  solution. At what concentration of Ba 2+ will a precipitate begin 

(c)  0.3 atm  (d)  0.18 atm  (2011)  to  form?(Ks p  for BaCO 3  = 5.1 × 10 –9  ) 
(a)  4.1 × 10– 5  M  (b)  5.1 × 10 –5  M 
5.  At 25°C, the solubility product of Mg(OH)2   is 1.0 × 10– 11.  At  (2009) 
which  pH,  will  Mg2 +  ions  start  precipitating  in  the  form  of  (c)  8.1 × 10– 8  M  (d)  8.1 × 10– 7  M 

Mg(OH) 2  from a solution of  0.001 M  Mg2 +  ions?  11.  Four species are listed below : 

(a)  8  (b)  9  (2010)  (i)  HCO 3–   (ii)  H3 O   + 
(c)  10  (d)  11  (iii)  HSO 4–   (iv)  HSO 3F   

6.  Three  reactions  involving  H2 P  O4 –    are given  below:  Which  one  of  the  following  is  the  correct  sequence  of  their 

(i)  H3  PO4   +  H2 O    H3 O   +  +  H2  PO4 –    acid  strength? 
HPO 42 –  +  H3  O + 
(ii)  H2 P  O4 –   +  H2 O    (a)  iii < i < iv < ii 
(iii)  H2  PO4 –   +  OH–   H3  PO4   +  O 2– 
(b)  iv < ii < iii < i 

In  which of the above does  H2 P  O4  –  act as an acid?  (c)  ii < iii < i < iv 

(a)  (i) only  (b)  (ii)  only  (d)  i < iii < ii < iv  (2008) 

(c)  (i) and (ii)  (d)  (iii)  only  (2010)  12.  The pK a of a weak acid, (HA), is 4.80. The pK b of a weak base, 

7.  Solubility product of silver bromide is 5.0 × 10– 13 . The quantity  BOH  is  4.78.  The  pH  of  an  aqueous  solution  of  the 
of potassium bromide (molar mass taken as 120 g mol– 1)   to be 
added to  1  litre of  0.05M solution of  silver  nitrate to  start  the  corresponding  salt,  BA,  will  be 
precipitation of AgBr  is 
(a)  9.22  (b)  9.58 

(c)  4.79  (d)  7.01  (2008) 

Equilibrium  29 

13.  For the following three reactions (i), (ii) and (iii), equilibrium  20.  Phosphorus  pentachloride  dissociates  as  follows  in  a  closed 

constants  are  given  reaction  vessel, 

(i)  CO (g)  + H2 O   (g)  CO 2(g)  + H2 (g) ; K1   PCl5  (g)  PCl3 (g)  + Cl2 (g) 

(ii)  CH4 (g)  + H2 O   (g)  CO (g)  + 3H2 (g) ; K2   If total pressure at equilibrium of the reaction mixture is P and 

(iii)  CH4 (g)  + 2H2 O   (g)  CO 2(g)  + 4H2 (g) ; K3   degree of dissociation of PCl5   is x, the partial pressure of PCl3  
will be 
Which of the following relation  is  correct? 

(a)  K 3  ∙ K2 3    = K 12    (b)  K1 K2 = K3  (a)  æ x+ 1 ÷øö P  (b)  æ 2 x  ÷øö P 
çè çè 1 - x
(c)  K2  K3   = K1   (d)  K 3  = K 1K  2   (2008)  x

14.  The  equilibrium  constants  K p 1  and  K P2    for  the  reactions  (c)  æ x x- 1 ÷öø P  (d)  æ x  ÷öø P  (2006) 
X  2Y and Z  P + Q, respectively are in the ratio of  çè çè 1 - x

1 : 9.  If degree of  dissociation of  X and Z  be equal  then  the  21.  An amount of solid NH4 H  S is placed in a flask already containing 
ammonia gas at a certain temperature and 0.50 atm. pressure. 
ratio of total pressures at  these equilibria is 

(a)  1 : 9  (b)  1 : 36  Ammonium hydrogen sulphide decomposes to yield NH3   and 
H2 S   gases in the flask. When the decomposition reaction reaches 
(c)  1 : 1  (d)  1 : 3  (2008)  equilibrium, the total pressure in the flask rises to 0.84 atm. The 

15.  In a saturated solution of the sparingly soluble strong electrolyte 

AgIO3  (molecular mass = 283) the equilibrium which sets in is  equilibrium  constant  for  NH 4H  S  decomposition  at  this 
temperature is 
AgIO3 (s)  Ag + (aq)  +  IO 3– ( aq).   

If  the  solubility  product  constant  K sp  of  AgIO 3  at  a  given  (a)  0.30  (b)  0.18 

temperature is 1.0 × 10–  8,   what is the mass of AgIO3    contained  (c)  0.17  (d)  0.11  (2005) 

in  100  mL  of  its  saturated  solution?  22.  Among the following acids which has the lowest pK a  value? 

(a)  1.0 × 10– 4  g  (b)  28.3 × 10– 2  g  (a)  CH3  COOH  (b)  (CH3  ) 2C  H – COOH 

(c)  2.83 × 10 –3  g  (d)  1.0 × 10– 7  g  (c)  HCOOH  (d)  CH3  CH2  COOH  (2005) 

(2007) 

16.  The pKa   of a weak acid (HA) is  4.5. The pOH of  an aqueous  23.  What is the conjugate base of OH– ?   
bufferd  solution  of  HA  in  which  50%  of  the  acid  is  ionized  is 
(a)  O2   (b)  H2 O   
(a)  7.0  (b)  4.5  (c)  O–   (d)  O 2–  (2005) 

(c)  2.5  (d)  9.5  24.  Hydrogen ion concentration in mol/L in a solution of pH = 5.4 

(2007)  will be 

17.  The first and second dissociation constants of an acid H2 A   are  (a)  3.98 × 108   (b)  3.88 × 10 6 
1.0 × 10 –5  and 5.0 × 10–  10  respectively. The overall dissociation 
(c)  3.68 × 10 –6  (d)  3.98 × 10– 6  (2005) 

constant  of  the  acid  will  be  25.  For the reaction, 

(a)  0.2 × 105   (b)  5.0 × 10– 5  2NO 2(g)  2NO (g)  + O 2(g) 

(c)  5.0 × 101 5  (d)  5.0 × 10– 15  (2007)  (Kc   = 1.8 × 10 –6  at 184°C) 

18.  Given the data at 25°C,  (R  =  0.0831  kJ/(mol.K)).    When  K p  and  K c  are 

Ag + I – ® AgI + e –  ; E° = 0.152 V  compared  at  184°C  it  is  found  that 

Ag ® Ag +  + e–   ; E° = – 0.800 V  (a)  K p  is greater than Kc  
(b)  K p  is less than Kc  
What is the value of log Ks p  for AgI?  (c)  K p  = Kc  
(d)  whether Kp  is greater than, less than or equal to Kc  depends 
æ 2.303 RT  = 0.059 V ÷öø 
çè F upon  the  total  gas  pressure. 

(a)  – 8.12  (b)  + 8.612  (2005) 
(c)  – 37.83  (d)  –16.13 
(2006)  26.  The exothermic formation of ClF 3 is represented by the equation: 

19.  The equilibrium constant for  the  reaction,  Cl2 (g)  + 3F2 (g)  2ClF3 (g);  DH = –329 kJ 

SO3  (g)  1  Which of the following will increase the quantity of ClF 3  in an 
SO2 (g)  +  2 O 2(g) 
equilibrium mixture of Cl2  , F2   and ClF 3 ? 

is Kc   = 4.9 × 10– 2.  The value of K c  for the reaction  (a)  Increasing the temperature 

2SO2 (g)  + O 2(g)  2SO3 (g)  will be  (b)  Removing Cl2  
(a)  416  (b)  2.40 × 10– 3  (c)  Increasing the volume of the container 

(c)  9.8 × 10– 2  (d)  4.9 × 10– 2  (2006)  (d)  Adding F2   (2005)

30  JEE MAIN CHAPTERWISE EXPLORER 

27.  The solubility product of a salt having general formula MX2 ,  in  CuSO4   solution deposits  1 gram equivalent of  copper at 
water is  4 × 10– 12.  The concentration of M 2+ ions in the aqueous 
the  cathode.  (2003) 

solution  of  the  salt  is  36.  The correct relationship between free energy change in a reaction 

(a)  2.0 × 10– 6  M  (b)  1.0 × 10– 4  M  and the corresponding equilibrium constant Kc   is 
(a) DG = RT ln Kc   (b)  –DG = RT ln K c 
(c)  1.6 × 10– 4  M  (d)  4.0 × 10– 10  M  (2005) 
(c) DG° = RT ln K c  (d)  –DG° = RT ln Kc  
28.  Consider an  endothermic  reaction X ®  Y with the  activation  (2003) 

energies  E b  and  E f  for  the  backward  and  forward  reactions,  37.  The  solubility  in  water  of  a  sparingly  soluble  salt  AB 2  is 
respectively.  In  general  1.0 × 10 –5  mol L– 1.  Its solubility product will be 

(a)  Eb   < Ef   (b)  Eb   > E f  (a)  4 × 10– 15  (b)  4 × 10– 10 

(c)  Eb   = Ef   (c)  1 × 10 –15  (d)  1 × 10– 10  (2003) 

(d)  there is no definite relation between Eb  and E f .     (2005) 

29.  The molar solubility (in mol L– 1)   of a sparingly soluble salt MX 4  38.  For the reaction equilibrium, 

is s. The corresponding solubility product is K sp.   s is given in  N 2O   4(g)  2NO 2(g) 

terms of Ks p  by the relation  the  concentrations  of  N 2 O 4  and  NO 2  at  equilibrium  are 
4.8 × 10– 2 and 1.2 × 10 –2 mol L– 1 respectively. The value of K c 
(a)  s = (K sp/  128)1 /4  (b)  s = (128Ks p)  1 /4 
for  the  reaction  is 
(c)  s = (256K sp)   1/5  (d)  s = (K sp/  256) 1/5  (2004) 
(a)  3.3 × 10 2  mol L– 1 

30.  The equilibrium constant for  the  reaction,  (b)  3 × 10– 1  mol L– 1 

N 2(g)  + O 2(g)  2NO (g)  (c)  3 × 10– 3  mol L– 1 

at temperature T is 4 × 10– 4.  The value of K c  for the reaction :  (d)  3 × 10 3  mol L– 1  (2003) 

NO (g)  12  N 2(g)  +  12  O 2(g)  at the same temperature is  39.  Consider the reaction equilibrium: 

(a)  2.5 × 102   (b)  50  2SO2 (g)  + O 2(g)  2SO3 (g)  ; DH ° = –198 kJ. 

(c)  4 × 10 –4  (d)  0.02  (2004)  On the basis of Le Chatelier's principle, the condition favourable 

31.  For the reaction, CO (g) + Cl2 (g)  COCl2 (g),   the Kp /  K c is equal  for  the  forward  reaction  is 
to  (2004) 
(a)  lowering of temperature as well as pressure 

(a)  1/RT  (b)  RT  (b)  increasing temperature as well as pressure 

(c)  RT  (d)  1.0  (c)  lowering the temperature and increasing the pressure 

(d)  any value of temperature and pressure. 

32.  What is the equilibrium expression for the reaction  (2003) 

P4   (s)  + 5O 2 (g)  P4 O   10 (s) ?  40.  In which of the following reactions, increase in the volume at 

(a)  Kc  = [P[P44][OO102  ]]5     (b)  Kc  =  [P4O10 ]  constant  temperature  does  not  affect  the  number  of  moles  at 
5[P4 ][O2 ] 
equilibrium? 
(d)  Kc  = [O12  ]5  
(c)  K c  = [O 2]   5  (2004)  (a)  2NH3  ® N 2  + 3H2  
(2004)  (b)  C( g)  + (1/2) O 2(g) ® CO (g) 
33.  The conjugate base  of H2 P  O4 –    is  (c)  H2 (g)  + O 2(g) ® H2 O   2(g) 
(d)  None of  these. 
(a)  PO4 3  –  (b)  P2 O  5   (2002) 

(c)  H3 P  O4   (d)  HPO4 2 – 

34.  When rain is accompanied by a thunderstorm, the collected rain  41.  Change in volume of the system does not alter the number of 
water  will  have  a  pH  value  moles  in  which  of  the  following  equilibria? 
(a)  slightly lower than that of rain water without thunderstorm 
(b)  slightly higher than that when the thunderstorm is not there  (a)  N 2(g)  + O 2(g)  2NO (g) 
(c)  uninfluenced  by  occurrence  of  thunderstorm 
(d)  which depends on the amount of dust in air.  (2003)  (b)  PCl5 (g)  PCl3 (g)  + Cl2 (g) 

(c)  N 2(g)  + 3H2 (g)  2NH3 (g) 

(d)  SO2  Cl2 (g)  SO2 (g)  + Cl2 (g)  (2002) 

35.  Which one of the following statements  is not true?  42.  For the reaction 
(a)  The conjugate base of H2 P  O4 –    is  HPO4  2– . 
(b)  pH + pOH = 14 for all aqueous solutions.  CO (g)  + (1/2) O 2(g)  = CO 2(g) , K p /Kc   is 
(c)  The pH of 1 × 10– 8  M HCl is 8. 
(d)  96,500  coulombs  of  electricity  when  passed  through  a  (a)  RT  (b)  (RT)– 1 

(c)  (RT) –1/2  (d)  (RT)1 /2  (2002)

Equilibrium  31 

43.  Let the solubility of an aqueous solution of Mg(OH)2  be x then  45.  1 M NaCl and 1 M HCl are present in an aqueous solution. The 

its Ks p  is  solution  is 
(a)  not a  buffer solution with pH < 7 
(a)  4x3   (b)  108x5   (b)  not a  buffer solution with pH > 7 
(c)  a buffer solution with pH < 7 
(c)  27x4   (d)  9x  (2002)  (d)  a buffer solution with pH > 7. 

44.  Species acting as both Bronsted acid and base is  (2002) 

(a)  (HSO4 )   –1  (b)  Na2 C  O 3  (2002) 
(c)  NH3   (d)  OH– 1 

Answer  Key 

1.  (a)  2.  (c)  3.  (b)  4.  (a)  5.  (c)  6.  (b) 
7.  (c)  8.  (d)  11.  (d)  12.  (d) 
9.  (a)  10.  (b) 
13.  (d)  14.  (b)  17.  (d)  18.  (d) 
19.  (a)  20.  (a)  15.  (c)  16.  (d)  23.  (d)  24.  (d) 
25.  (a)  26.  (d)  21.  (d)  22.  (b)  29.  (d)  30.  (b) 
31.  (a)  32.  (d)  27.  (b)  28.  (a)  35.  (c)  36.  (d) 
37.  (c)  38.  (c)  41.  (a)  42.  (c) 
43.  (a)  44.  (a)  33.  (d)  34.  (a) 

39.  (c)  40.  (d) 
45.  (a)

32  JEE MAIN CHAPTERWISE EXPLORER 

1.  (a)  : Initial concentration of aq. HCl solution with pH 1 = 10– 1  M  7.  (c) : Given, (K sp)  A  gBr  = 5.0 × 10– 13 
The required  equation is, 
Final concentration  of  this solution  after dilution =  10– 2  M 

MV = M 1 (V 1  +  V2 )    KBr + AgNO 3  AgBr  +  KNO 3 

10 –1  × 1 = 10 –2  (1 + V 2 )  Given,  [AgNO 3 ]  =  0.05  M
Þ  [Ag +]   = [NO– 3 ]   = 0.05 M 
0.1  = 1 + V2 
0.01  [Ag+  ]  [Br – ]  =  (K sp)   AgBr

10 = 1  + V 2 Þ  0.05 × [Br– ]   = 5 ×  10 –13 

Þ  V2   = 9 L  Þ [Br- ] = 5 ´ 10 -13  = 1 ´ 10-11 M 
5 ´ 10-2 
2.  (c) : N 2(g)  + O 2(g)  2NO (g) , K c  = 4 × 10– 4  ...  (i) 

By  multiplying  the  equation  (i)  by  1  . ..   [K+  ]    = [Br – ] =  [KBr]

\  [KBr] =  1 ×  10 –11  M 

21  N 2(g)  +  21  O 2(g)  NO (g)  ... (ii)  Molarity =  nKBr 
VSolution (L)
Kc¢  = Kc = 4 ´ 10-4 = 2 ´ 10-2 
By  reversing the equation (ii), we  get  1 ´ 10-11  = wKBr  / 120  (Mol. wt. of KBr = 120) 
1

NO (g)  12  N 2(g)  +  21  O 2(g)  Þ  wK  Br  = 1 × 10 –11  ×  120 = 120 ×  10– 11 

1 1  wK  Br  = 1.2 × 10– 9  g 
Kc¢ ´ 10-2 
Kc¢¢ = = = 50.0  8.  (d) : H2 C  O 3  H+    + HCO 3–  ; K1   = 4.2 × 10 –7 

2 HCO 3–   H+    +  CO 32 –;   K2   = 4.8 × 10– 11 

3.  (b) : pH = 3 

Molarity  = 0.1 M  . ..   K 1  >>  K 2 , so H2  CO 3  ionises more than HCO 3–   and hence, 

[H+ ] =  KaC contribution of H+   is mostly due to ionisation of carbonic acid, 
H+    = 10 –pH = 10 –3  thus  the  concentrations  of  H+    and  HCO 3–   are  approximately 

10-3 = Ka ´ 0.1 or 10-6  = Ka ´ 0.1 equal. 
\  Ka   =  10 –5 
9.  (a) : The order of acidity can be explained on the basis of the 
4.  (a) : CO 2 (g)  + C (s)  2CO (g)  acidity of the acids of the given conjugate base. Stronger is the 
0.5  atm  acid,  weaker  is  the  conjugate  base.  Since  RCOOH  is  the 
strongest acid amongst all, RCOO – is the weakest base. Due to 
0.5  –  P  2P  sp hybridised carbon, acetylene is also acidic and hence a weak 
base  but  stronger  than  RCOO – .  As  sp 3  carbon  is  less 
Total pressure = 0.5 – P +  2P =  0.8  electronegative than sp 3  nitrogen, R –  is more basic than NH2 – .  
P =  0.3 

KP = PC2O    = (2P)2 = (0.6) 2  = 1.8 atm  10.  (b) : K sp  for BaCO 3  = [Ba 2+]  [CO 23–  ] 
PCO 2  (0.5 - P) (0.5 - 0.3) given, [CO 23–   ] = 1 ×  10 –4  M     (from Na 2 CO 3 ) 
Ks p  = 5.1 × 10– 9
5.  (c) : (K sp ) Mg(OH) 2  = [Mg 2+]  [OH– ]   2  \  5.1 × 10– 9  = [Ba 2+]   × [10– 4] 
1 ×  10 –11  =  [0.001][OH– ]  2   Þ  [Ba 2+]   = 5.1 × 10 –5  M 
Thus, when [Ba 2+]   = 5.1 × 10 –5 M, BaCO 3 precipitate will begin 
Þ [OH- ]2 = 10 -11  = 10 -8  to  form. 
10-3 
Þ  [OH– ]   =  10 –4 
11.  (d) : HSO 3F   is the super acid. Its acidic strength is greater than 

pOH  =  4  any  given  species.  The  pKa   value  of  other  species  are  given 

Thus,    pH  =  14  –  4 =  10  below  :
6.  (b) : In equation (ii), H2 P  O4 –   acts as a proton donor and thus, 
HCO –3  ®  10.25 
acts as an acid. 
H3 O   + ®  –1.74 
HSO4 –  ®  1.92

Equilibrium  33 

Lesser the pK a  value, higher will be its acidic strength. Hence  = 1.0 ´ 10–4  ´ 283 ´ 100  g/100mL 
sequence of acidic strength  will be  1000

HSO 3F   > H3 O   +  > HSO 4 –  > HCO 3–   = 28.3 × 10 –4  g/100  mL 
= 2.83 × 10– 3  g/100  mL 
12.  (d) : Given that  pKa   =  4.8 and  pKb   = 4.78
\  pH = 7 + 1/2 (pK a  –  pKb )    [A – ] 
=  7  +  1/2  (4.80  –  4.78)  =  7.01  16.  (d) : For  acidic buffer,  pH =  pK a  + log  [HA]  

13.  (d) : CO (g)  + H2  O (g)  ‡ˆˆˆ†ˆ  CO 2(g)  + H2 (g)  When the acid is 50% ionised, [A–  ] =  [HA] 

K1 = [[CCOO]2[]H[H2 O2 ]]   .... (i)  or  pH = pKa   + log1    or    pH = pK a 
Given pKa   =  4.5 \ pH = 4.5
CH4 (g)  + H2  O (g)  ‡ˆˆˆ†ˆ  CO (g)  + 3H2 (g)  \  pOH = 14 – 4.5 = 9.5 

17.  (d) :  H 2 A  H +  + H A –  ; 

K2  = [C[CHO4]][[HH22 ] O3   ]  .... (ii)  [H+ ][H A– ] 
K1   =  [H2 A]   = 1 × 10– 5 
CH4 (g)  + 2H2  O (g)  ‡ˆˆˆ†ˆ  CO 2(g)  + 4H2 (g)  H A –  [H+ ][A2– ] 
H +  + A 2– ;  K2   = 5 × 10–  10  =  [HA – ] 
K3  = [[CCHO42]][H[H22 O ]4]  2   
....  (iv)  K = [H+ ]2[A 2– ]  K1× K 2 = 1× 10 –5 × 5 × 10 –10 = 5 × 10 –15 
=
=  5  ×  10 –15 
[H 2 A]   

From equations (i), (ii) and (iii) ; K 3  =  K 1  ×  K2  

14.  (b) :  X ‡ˆˆˆ†ˆ 2Y   ; Z ‡ˆˆˆ†ˆ P + Q  18.  (d) : AgI( s)  + e–  ® Ag (s)  + I–  , E° = – 0.152 V 
Ag (s) ® Ag +  + e– ,  E° = – 0.800 V 
Initial  mol.                1  0  1  0         0  AgI (s) ® Ag +  + I – , E° = – 0.952 V 

At  equilibrium          1  –  a  2a  1–a  a          a 

æ 2a  P1  ÷öø2  E°cell  = 0.059 log K  i.e.  -0.952 = 0.059 log K sp 
çè 1 + a P1 ÷øö  n 1 
PY 2  
KP1 = PX = æ 1 - a K P2   = PZ   or,  log K = - 0.952 = - 16.135 
0.059 
sp 

ç 1 + a 19.  (a) : SO3 (g)  ƒ  SO2 (g)  + 1/2 O 2(g) 
è

PP PQ    æa P2 ö æ a P2  ÷øö [SO2 ][O2 ]1  / 2  = Kc  = 4.9 ´ 10 -2  ...  (i) 
PZ  çè 1 + a ÷ø çè 1 + a ...  (i)  [SO3 ] 
K P2   =  =
æ 1 - a P2 öø÷ 
èç 1 + a SO3 (g)  + 1/2 O 2(g)  ƒ  SO 3(g) 

Þ K P 1  = 4a  2  P1   [SO3 ] = Kc¢  = 1  ... (ii) 
1 - a 2  [SO2 ][O2 ]1/ 2 4.9 ´ 10 -2 

4a  2  P1   For 2SO 2(g)  + O 2(g)  ƒ  2SO 3(g) 
1 - a 2 
Þ K P 1  = ...(ii)  [SO ] 2  1 
4.9 ´ 10 -4 
K P1   3  = Kc¢ 2  =
K P2  
Given  is  = 19   [SO2 ]2 [O2 ] 4.9 ´

...(iii)  = 10000 = 416.49 
24.01
Substituting  values  of  from  equation (i)  and  (ii)  into  (iii),  we 

get  20.  (a) : Given PCl5  (g)  ƒ  PCl3  (g)  + Cl2  (g) 

4a  2  P1  t = 0                   1                    0            0 
te q  1 – x                x             x 
1 - a2  = 1  Þ 4 P1 = 1 Þ P1   =  1 
a2  P2  9  P2 9 P2  36  Total number of moles = 1 – x + x + x  = 1 + x 

1 - a 2  Thus  partial  pressure  of  PCl3    =  æ x  ö P 
çè 1 + x ÷ø

15.  (c) :  AgIO3   Ag+   + IO 3–   [S = Solubility]  21.  (d) :  NH 4HS (s) ƒ  NH3  (g ) + H 2S (g ) 

S  S  Initial  pressure            0                     0.5  0 

Ks p  =  S2   At equi.                     0  0.5 +  x             x 
or, S 2  = 1.0 × 10 –8  or, S = 1.0 ×  10– 4  mol/L 
Total pressure = 0.5 + 2x = 0.84 \ x = 0.17 atm 
= 1.0 × 10– 4  ×  283   g/L 
Kp   = p NH3    × pH   2 S  =  (0.5 + 0.17)(0.17) = 0.11 atm2  
=  1.0 ´ 10–4  ´ 283  g/L 
1000 22.  (b) : Higher the pK a value, weaker is the acid. Hence, strongest 
acid has lowest pK a  value.

34  JEE MAIN CHAPTERWISE EXPLORER 

23.  (d) : Conjugate base of OH–  is O 2– .  33.  (d) : Conjugate base is formed by the removal of H+   from acid. 
OH–   ƒ  O 2–  +  H+    H2 P  O4 –  ® HPO4 2 –  + H+   

24.  (d) : pH = – log[H+  ]    34.  (a) : Due to thunderstorm, temperature increases. As temperature 
[H+  ]   = antilog (–pH) = antilog(–5.4) =3.98 × 10– 6  increases, [H+  ]   also increases, hence pH decreases. 

25.  (a) : Kp   = K c (RT)Dn 35.  (c) : pH of an acid cannot exceed 7. Here we should also consider 
Dn  =  3  –  2  =  1  [H+  ]   that  comes from  H2  O. 
K p  = K c (0.0831 × 457)1  Now [H+  ]   = [H+  ]   from HCl + [H+  ]  f rom  H 2O   
\  Kp   > Kc   = 10– 8  + 10 –7  = 10– 8  + 10 × 10 –8  = 11 × 10– 8
\  pH = –log(11 × 10 –8 ) = 6.9587 
26.  (d) : Cl2 (g)  + 3F2 (g)  ƒ  2ClF3 (g) ; DH = –329 kJ 
Favourable conditions:  36.  (d) : DG = DG° + 2.303 RT logKc  
(i)  As  the  reaction  is  exothermic,  hence  decrease  in  At equilibrium, DG = 0
temperature  will favour  the forward  reaction. 
(ii)  Addition of reactants  or  removal  of  product  will farour  DG° = –2.303 RT logKc  
the  forward reaction. 
(iii)  Here Dn = 2 – 4 = –2 (i.e., –ve) hence decrease in volume  37.  (c) : AB2   A2 +  + 2B – 
or  increase  in  pressure  will  favour  the  forward  reaction. 
S = 1.0 × 10 –5  mol L– 1 

Ks p  = [A2 +]   [B– ]   2  = 1.0 × 10 –5  × (1.0 × 10 –5)   2 
=  1.0  ×  10–  15 

27.  (b) : MX 2(s)  ƒ  M 2 +  +  2X–  (  aq)  38.  (c) :  [N2O4 ] = 4.8´ 10-2  mol L-1 
(aq)  [NO2 ] = 1.2 ´ 10-2  mol L-1 

s  2s 

K sp  = s ∙ (2s)2   =  4s 3  K c  = [N O 2 ] 2  = 1.2 ´10-2 ´1.2 ´10 -2 
4 × 10 –12  =  4s 3  or,  s 3  =  1 ×  10– 12  [N2O4 ]  4.8 ´ 10 -2 

or,  s = 1 × 10– 4  M Þ  [M 2 +]   = 1 × 10– 4  M  = 0.3 × 10 –2  = 3 × 10 –3  mol L– 1 

28.  (a) : For endothermic reaction, DH = +ve 39.  (c) : The conversion of SO2   to SO3   is an exothermic reaction, 
hence decrease the temperature will favour the forward reaction. 
DH =  E f  –  Eb ,  it means Eb   < Ef   There is also  a  decrease in volume or moles  in product side. 
Thus  the  reaction  is  favoured  by  low  temperature  and  high 
29.  (d) : M X4   (solid)  M 4+ (aq)  + 4X–  (aq)  pressure.    (Le­Chatelier's  principle). 
s  4s 

Solubility product, Ks p  = s × (4s) 4 = 256 s5 .

\  s = 5  K sp = æ K sp ö 1/5  40.  (d) : For those reactions, where Dn = 0, increase in volume at 
256 çè 256 ÷ø  constant  temperature  does  not  affect  the  number  of  moles  at 
equilibrium. 
30.  (b) : N 2(g)  + O 2(g)  2NO (g) 

Kc  = [N[N2]O [O]2   2 ] = 4 ´ 10-  4  41.  (a) : In this reaction the ratio of number of moles of reactants 
to products is same i.e. 2 : 2, hence change in volume will not 
NO (g)  12  N 2(g)  +  12  O 2(g)  alter  the  number  of  moles. 

K c¢  = [ N 2 ]1/ 2  [O2 ]1 /2  = 1= 1  42.  (c) : K p  = Kc  (RT)Dn  ; Dn =  1 - æè1 + 1 ö = 1 - 3 = - 1 
[ NO]  Kc  4 ´ 10-  4  2ø 2 2
K p 
\  K c  = ( R T ) -1/ 2 

= 2 1 = 1020   = 50 
´ 10-2 
43.  (a) : Mg(OH)2  ® [Mg2 +]   + 2[OH–  ] 
31. (a) : CO (g)  + Cl2 (g)  COCl2  (g) x  2x 
Dn  =  1  –  2  =  –1 
Ks p  = [Mg 2+]   [OH– ]   2 
K p  = K c (RT)Dn , \ 
K p  RT ) -1  = R1T  or, Ks p  = (x) × (2x) 2  = x × 4x 2  = 4x 3 
32.  (d) : P4  (s)  + 5O 2 (g)  Kc 
= ( 44.  (a) : According to Bronsted­Lowry concept, a Bronsted acid is 

P4   O 10  (s)  a substance which can donate a proton to any other substance 

K c  =  [P4O10 ( s ) ]  and a Bronsted base is a substance which can accept a proton 
[P4 (s) ] [O 2 ( g ) ]5   
from  any  other  substance. 
We  know  that  concentration  of  a  solid  component  is  always  (HSO4 )   –  can accept and donate a proton. 
(HSO4  ) –  + H+  ® H2 S  O4  
taken  as  unity.  (HSO4  ) –  – H+  ® SO4 2 – 

K c  = [O12  ]5  45.  (a) : HCl is a strong acid and its salt do not form bufter solution. 
As  the  resultant  solution  is  acidic,  hence  pH  is  less  than  7.

Redox Reactions and Electrochemistry  35 

CHAPTER  REDOX REACTIONS 

8  AND ELECTROCHEMISTRY

1.  Consider  the  following  reaction.  (a)  oxidises oxalic  acid to carbon dioxide  and  water 
(b)  gets oxidised by oxalic  acid to  chlorine 
xMnO 4–   + yC 2 O 42 –  +  zH+  ® xMn2 + + 2yCO2 + 2z  H2 O  (c)  furnishes H +  ions in addition to those from oxalic acid 
The  values of x, y  and  z  in  the reaction are, respectively  (d)  reduces permanganate to Mn 2+ . 

(a)  5, 2 and 8  (b)  5, 2 and 16  (2008) 

(c)  2, 5 and 8  (d)  2, 5 and 16  (2013)  8.  Given E° Cr3+/Cr  = –0.72 V,  E° Fe2+/Fe  = –0.42 V 

2.  Given  The  potential  for  the  cell 

E°C r3  + /Cr  = –  0.74 V;  E° MnO 4–  /Mn 2+  =  1.51 V  Cr  |  Cr 3+ (0.1  M)  |  |  Fe2  + (0.01  M)  |  Fe   is 

E°C  r2   O 72 –/ Cr 3+  =  1.33 V;  E° Cl/Cl–    =  1.36 V  (a)  –0.26 V  (b)  0.26 V 
Based on the data given above, strongest oxidising agent will 
(c)  0.339 V  (d)  –0.339 V 

be (2008) 

(a)  MnO 4–   (b)  Cl –  9.  The  cell, 

(c)  Cr 3+  (d)  Mn2 +  (2013)  Zn | Zn2 +  (1 M) || Cu2 +  (1 M) | Cu (E° cell  = 1.10 V) 

3.  The standard reduction potentials for Zn 2+/  Zn, Ni 2+ /Ni, and  was allowed to be completely discharged at 298 K. The relative 

Fe2 +/  Fe  are  –  0.76,  –  0.23  and  –  0.44  V  respectively.  The  æ [Zn2 + ] ö
reaction  X +  Y 2+ ®  X 2+  +  Y will  be spontaneous  when  concentration  of  Zn2 +  to  Cu 2+  çè [Cu2+ ]÷ø  is 

(a)  X = Ni, Y = Zn (b)  X = Fe, Y = Zn  (a)  9.65 × 10 4 
(c)  37.3 
(c)  X = Zn, Y = Ni (d)  X = Ni,  Y = Fe  (2012)  (b)  antilog(24.08) 
(d)  10 37.3 

4.  The reduction potential of hydrogen half­cell will be negative  (2007) 

if  10.  The equivalent conductances of two strong electrolytes at infinite 

(a)  p(H 2)   = 1 atm and [H + ] = 2.0  M  (2011)  dilution in H2 O   (where ions move freely through a solution) at 
(b)  p(H 2)   = 1 atm and [H + ] = 1.0  M  25°C  are  given  below:
(c)  p(H 2)   = 2 atm and [H + ] = 1.0  M  L°C  H 3C  OONa  =  91.0  S cm 2/  equiv.
(d)  p(H 2)   = 2 atm and [H + ] = 2.0  M  L° HCl  =  426.2  Scm2  /equiv. 

5.  The Gibb’s energy for the decomposition of Al 2 O 3  at 500°C  What additional information/quantity one needs to calculate L° 

is  as  follows  :  of an  aqueous solution of acetic acid? 

2/3Al2   O3    4/3Al + O 2 , Dr  G = + 966 kJ mol –1 .  (a) L°  of chloroacetic  acid (ClCH2  COOH) 
(b) L° of NaCl 
The  potential  difference  needed  for  electrolytic  reduction  of 

Al2  O 3  at 500°C is at least  (c) L° of CH3  COOK 
(d)  The limiting  equivalent conductance  of H+    (l° H +). 
(a)  5.0 V  (b)  4.5 V 
(2007) 
(c)  3.0 V  (d)  2.5 V  (2010) 

6.  Given : E° Fe3+/Fe = – 0.036 V, E° Fe 2+ /Fe = – 0.439 V. The value  11.  Resistance  of  a  conductivity  cell  filled  with  a  solution  of  an 

of  standard  electrode  potential  for  the  change,  electrolyte of concentration 0.1 M is 100 W. The  conductivity 

Fe3 + (aq)  +  e – ® Fe 2+ (aq)  will be  of this solution is 1.29 S m –1.   Resistance of the same cell when 
(a)  – 0.072 V  (b)  0.385 V  filled  with  0.2  M  of  the  same  solution  is  520 W.  The  molar 

(c)  0.770 V  (d)  – 0.270 V  (2009)  conductivity of 0.02 M solution of the electrolyte  will be 

7.  Amount of oxalic acid present in a solution can be determined  (a)  124 × 10– 4  S m2   mol– 1 
by its titration with KMnO 4 solution in the presence of H2 S  O4  . 
The  titration gives   unsatisfactory  res ult  when  carried out  in  (b)  1240 × 10– 4  S m2   mol– 1 
the  presence  of HCl,  because  HCl 
(c)  1.24 × 10 –4  S m2   mol– 1 

(d)  12.4 × 10– 4  S m2   mol– 1  (2006) 

36  JEE MAIN CHAPTERWISE EXPLORER 

12.  The molar conductivities L°N  aOAc  and L°H  Cl  at  infinite dilution  19.  The limiting molar conductivities L° for NaCl, KBr and KCl are 
in water at 25°C are 91.0 and 426.2 S cm2 /  mol respectively. To  126, 152 and 150 S cm2   mol– 1  respectively. The L° for NaBr is 
(a)  128 S cm2   mol– 1  (b)  176 S cm2   mol– 1 
calculate L° HOAc,   the additional value required is  (c)  278 S cm2   mol– 1  (d)  302 S cm2   mol– 1  (2004) 

(a) L° H 2O    (b) L° KCl 

(c) L°N  aOH  (d) L°N  aCl.  (2006)  20.  The standard e.m.f. of a cell, involving one electron change is 

13.  Which of the following chemical reactions depicts the oxidising  found  to  be  0.591  V  at  25°C. The  equilibrium  constant  of  the 

behaviour  of  H2 S  O4 ?    reaction is (F = 96,500 C mol– 1,  R = 8.314 JK– 1m  ol– 1)   
(a)  2HI + H2  SO4  ® I2   + SO2   + 2H2  O 
(a)  1.0 × 10 1  (b)  1.0 × 105  
(b)  Ca(OH) 2  + H2 S  O4  ® CaSO 4  + 2H2  O 
(c)  1.0 × 101 0  (d)  1.0 × 103 0  (2004) 
(c)  NaCl + H2 S  O4  ® NaHSO4   + HCl 
(d)  2PCl5   + H2 S  O4  ® 2POCl 3  + 2HCl + SO2  Cl2 .   21.  Consider the following E° values. 

(2006)  E°Fe3+/Fe 2+  = +0  .77 V ;  E° 2+ /Sn  = - 0.14 V 

Sn

14.  Electrolyte  Under  standard  conditions  the  potential  for  the  reaction 

KCl  KNO3   HCl  NaOAc  NaCl  Sn( s)  + 2Fe3 +( aq) ® 2Fe2 +( aq)  + Sn2 +( aq)  is 

(S  cm2   mol– 1 )  149.9  145.0  426.2  91.0  126.5  (a)  1.68 V  (b)  1.40 V 

Calculate molar conductance  of  acetic  acid using appropriate  (c)  0.91 V  (d)  0.63 V  (2004) 

molar conductances  of the electrolytes  listed above  at infinite  22.  In a hydrogen­oxygen fuel cell, combustion of hydrogen occurs 
to 
dilution in H2 O   at 25°C.  (a)  generate heat 
(b)  create potential  difference between  the two  electrodes 
(a)  517.2  (b)  552.7  (c)  produce high purity water 
(d)  remove  adsorbed oxygen  from electrode  surface. 
(c)  390.7  (d)  217.5  (2005)  (2004) 

15.  Aluminium  oxide  may  be  electrolysed  at  1000°C  to  furnish 

aluminium  metal  (At.  Mass  =  27  amu;  1  Faraday  =  96,500 

Coulombs). The cathode  reaction is 

Al 3+  + 3e- ® Al0   23.  Among  the  properties  (A)  reducing  (B)  oxidising 

To prepare 5.12 kg of aluminium metal by this method would  (C) complexing, the set of properties shown by CN – ion towards 

require  metal species is 

(a)  5.49 × 10 7  C of  electricity  (a)  A, B  (b)  B, C 

(b)  1.83 × 10 7  C of  electricity  (c)  C, A  (d)  A, B, C.  (2004) 

(c)  5.49 × 104   C of  electricity  24.  Standard reduction electrode potentials of three metals A, B and 

(d)  5.49 × 10 10  C of  electricity  (2005)  C  are  +0.5 V,  –3.0 V  and  –1.2 V  respectively. The  reducing 

16.  The  highest  electrical  conductivity  of  the  following  aqueous  power  of  these  metals  are 

solutions  is  of  (a)  B > C > A  (b)  A > B > C 

(a)  0.1 M acetic acid  (c)  C > B > A  (d)  A > C > B  (2003) 

(b)  0.1 M chloroacetic acid  25.  For a cell reaction involving a two­electron change, the standard 

(c)  0.1 M fluoroacetic  acid  e.m.f. of the cell is found to be 0.295 V at 25°C. The equilibrium 

(d)  0.1 M difluoroacetic  acid.  (2005)  constant  of  the  reaction  at  25°C  will  be 

E°  (a)  1 × 10– 10  (b)  29.5 × 10– 2 

17.  The  M 3+ / M 2 + values for Cr, Mn, Fe and Co are – 0.41, +1.57,  (c)  10  (d)  1 × 101 0  (2003) 

0.77  and  +1.97 V  respectively.  For  which  one  of  these  metals  26.  For the redox reaction: 

the  change  in  oxidation  state  from  +2  to  +3  is  easiest?  Zn( s)  + Cu 2+ (0.1 M) ® Zn + (1M) + Cu( s) 

(a)  Cr  (b)  Mn  taking place in a cell, E° cell  is 1.10 volt. E cell  for the cell will be

(c)  Fe  (d)  Co  (2004)  RT ( ) 2.303
F
18.  In a cell that utilizes the reaction,  = 0.0591 
Zn (s)  + 2H+  ( aq) ® Zn2 +( aq)  + H2 (g) 
addition of  H2  SO4   to  cathode compartment, will  (a)  2.14 V  (b)  1.80 V 
(a)  lower the E and shift equilibrium to  the left 
(b)  lower the E and shift the equilibrium to the right  (c)  1.07 V  (d)  0.82 V  (2003) 
(c)  increase the E and shift the equilibrium to the right 
(d)  increase the E and shift the equilibrium to the left.  27.  When during electrolysis of a solution of AgNO 3,  9650 coulombs 
(2004)  of charge pass through the electroplating bath, the mass of silver 

deposited  on  the  cathode  will  be 

(a)  1.08 g  (b)  10.8 g 

(c)  21.6 g  (d)  108 g  (2003)

Redox Reactions and Electrochemistry  37 

28.  The heat  required to  raise  the  temperature  of  body  by  1ºC is  32.  Conductivity (unit Siemen's S) is directly proportional to area 

called  of  the  vessel  and  the  concentration  of  the  solution  in  it  and  is 

(a)  specific  heat  inversely  proportional  to  the  length  of  the  vessel  then  the  unit 

(b)  thermal capacity  of the constant  of proportionality is 

(c)  water equivalent  (a)  S m mol– 1  (b)  S m2   mol– 1 

(d)  none  of  these.  (2002)  (c)  S– 2m  2   mol  (d)  S2  m2   mol– 2  (2002) 

29.  Which of the following  reaction is  possible at  anode?  33.  Which of the following is a redox reaction? 
(a)  NaCl + KNO 3 ® NaNO 3  + KCl 
(a)  2 Cr3 +  + 7H2  O ® Cr 2O   72 –  + 14H+    (b)  CaC2 O   4  + 2HCl ® CaCl2   + H2  C2 O   4 
(c)  Mg(OH) 2  + 2NH4 C  l ® MgCl2   + 2NH4  OH 
(b)  F2  ® 2F–   (d)  Zn + 2AgCN ® 2Ag + Zn(CN)2  

(c)  (1/2) O 2  + 2H+  ® H2  O 

(d)  None of  these.  (2002)  (2002) 

30.  What will be the emf for the  given cell,  34.  When KMnO 4  acts as an oxidising agent and ultimately forms 
[MnO 4]  – 1,   MnO 2,   Mn 2O   3,   Mn 2+  then  the  number  of  electrons 
Pt | H2   (P1  ) | H+  ( aq) | | H2   (P2  ) | Pt  transferred  in  each  case  respectively  is 

(a)  RFT log PP21     (b)  RT log P1  
(c)  RFT log PP21     2 F P2  

(a)  4, 3, 1, 5  (b)  1, 5, 3, 7 

(d)  none  of  these.  (2002)  (c)  1, 3, 4, 5  (d)  3, 5, 7, 1  (2002) 

31.  If f denotes reduction potential, then which  is true?  35.  EMF of a cell in terms of reduction potential of its left and right 
electrodes  is 
(a)  E° cell  = fr ight  – f left 
(b)  E° cell  = fl eft  + f right  (2002)  (a)  E = E left  – E right  (b)  E = El eft  + E right 
(c)  E°c ell  = fl eft  – f right  (c)  E = Er ight  – El eft  (d)  E = –(E right  + El eft)   
(d)  E° cell  = –(fl eft  + fr ight)   
(2002) 

Answer  Key 

1.  (d)  2.  (a)  3.  (c)  4.  (c)  5.  (d)  6.  (c) 
7.  (d)  8.  (b)  9.  (d)  10.  (b)  11.  (a)  12.  (d) 
13.  (a)  14.  (c)  15.  (a)  16.  (d)  17.  (a)  18.  (c) 
19.  (a)  20.  (c)  21.  (c)  22.  (b)  23.  (c)  24.  (a) 
25.  (d)  26.  (c)  27.  (b)  28.  (b)  29.  (a)  30.  (b) 
31.  (a)  32.  (b)  33.  (d)  34.  (c)  35.  (c)

38  JEE MAIN CHAPTERWISE EXPLORER 

1.  (d)  : 2MnO 4–   + 5C 2 O 42 – + 16H + ® 2Mn 2+  + 10CO 2 + 8H 2 O Titration cannot be done in the presence of HCl because KMnO 4 

\  x = 2,  y = 5,  z =  16  being a  strong oxidizing  agent oxidises  HCl to Cl 2  and  get 

2.  (a)  : Greater the reduction potential of a substance, stronger  itself  reduced  to  Mn 2+ .  So  actual  amount  of  oxalic  acid  in 
is  the oxidising agent. solution  cannot be  determined. 

\ MnO 4–   is the  strongest oxidising agent.  8.  (b) : Cr ®  Cr 3+  + 3e –  E° red  = –0.72 V 

3.  (c)  :  The  elements  with  high  negative  value  of  standard  Fe 2+  +  2e – ®  Fe  E° red  = –0.42 V 

reduction potential are good reducing agents and can be easily  2Cr + 3Fe 2+ ® 2Cr 3+  + 3Fe 
oxidised. 
Thus X should have high negative value of standard potential  E° cell  =  E°c athode  –  E°a node  = –0.42 – (–0.72) 
than Y so that it will be oxidised to X2 +  by reducing Y2 +  to Y.  E° cell  =  0.3 
X = Zn,  Y = Ni  According to  Nernst equation, 
Zn + Ni 2+ ®  Zn 2+  + Ni 
Alternatively, for a spontaneous reaction E° must be positive.  Ecell = E °cell - 0n.0ce5ll9   log1 0 [[CFer23++ ] 2 
]3   

E° =  E° reduced species  – E°o  xidised species  Ecell = 0.3 - 0.065  9 log1 0  (0.1) 2 
=  –  0.23  –  (–  0.76) (0.01) 3 

Þ  E° = + 0.53 V 

4.  (c)  : 2H +  (aq)  + 2e –  H 2  (g)  Ecell =0.3 - 0.065  9 log10 104   
Ec ell  = 0.3 –  0.039
Ered = Er°ed  -  0.0591 log  pH 2  \  E cell  = 0.261 V 
n [H+ ]2 

Ered  = 0 -  0.0591 log (12) 2  9.  (d) :  Zn   +  Cu2 +  Zn 2+  + Cu 


Er ed  will only be negative when  p H2  > [H +]  . So option (c) is  Ecell = Ec °e ll  – 0.059 log  [Zn 2+ ] 
correct.  2  [Cu 2+ ] 

5.  (d)  : The  ionic  reactions  are  :  When the cell is completely discharged,  E cell  = 0 

2/3Al 23 +  + 4e –  4/3Al  0 = 1.1 – 0.059 [Zn2+ ] 
2  [Cu 2+ ] 
2/3O 32 –  O 2  + 4e –  log 

Thus, no. of electrons transferred  =  4 =  n [Zn2+ ] 2 × 1.1  Zn 2+
[Cu 2+ ]  0.059  Cu 2+ 
DG = –nFE = – 4 × 96500 ×  E  or  log  =  or,  log = 37.3 

or  966 × 10 3  = – 4 × 96500 ×  E 

Þ E = - 966 ´ 10 3  = - 2.5 V  or  Zn 2+  = 103  7.3 
4 ´ 96500 Cu 2+ 

6.  (c)  :  Given,  10.  (b) : According to Kohlrausch’s law, the molar conductivity 

Fe 3+  + 3e –  Fe  ;  E°1   = –  0.036 V  at  infinite  dilution  (L°)  for  weak  electrolyte,  CH 3 COOH  is 

Fe2 +  + 2e –  Fe  ;  E°2   = –  0.439 V  Λ°CH3COOH = Λ°CH3 COONa + Λ°HCl - Λ° NaCl 

Required equation  is  So, for calculating the value of  Λ° C  H3 COOH  , value of  Λ° N  aCl 
should  also  be  known. 
Fe3 +  +  e –  Fe 2+  ;  E°3   = ? 

Applying DG° = –nFE°

\ DG°3   = DG°1   – DG°2  

(–n3  FE°3 )    =  (–n1  FE°1 )    –  (–n2  FE°2  )  11.  (a)  :  k = 1 æ l  ö i.e.,  1.29 = 1  æ l  ö
E°3   = 3E°1   – 2E°2   = 3 × (–  0.036) – 2  × (–0.439)  R çè a ÷ø  100 çè a ÷ø 

E° 3  = – 0.108 +  0.878 =  0.77 V  l/a  =  129 m –1 
R = 520 W  for 0.2 M,  C  = 0.02 M 
7.  (d) : Oxalic acid present in a solution can be determined by 
its titration with KMnO 4  solution in the presence of H 2 SO 4 . 

COOH  lm = k´ 1000 = 1´129 ´ 1000 ´ 10-6  m 3 
2KMnO4 + 3H2SO4  + 5  COOH  molarity 520 0.02 

K2SO4 + 2MnSO4 + 10CO2  + 5H2 O  = 124  × 10 –4  S  m 2  mol –1

Redox Reactions and Electrochemistry  39 

12.  (d) : CH 3C  OONa + HCl ®  CH 3 COOH +  NaCl  On  adding H 2S  O 4  the  [H + ] will  increase  therefore E cell  will 
From  the  reaction,  also increase and the equilibrium will shift towards the right. 

L°CH3COONa + L°HCl = L°CH3C  OOH + L° NaCl 19.  (a)  :  L°NaCl  = L° + + L°C  l–  ...  (i) 
or,  L°CH3COOH = L°CH3C  OONa + L°HCl - L° NaCl ...  (ii) 
Na ...  (iii) 
Thus to calculate the value of  L°C  H3C  OOH one should know 
the  value of  L° NaCl along  with  L°C  H3C  OONa and  L° HCl.  L°KBr  = L° + + L°  – 

K Br

L°KCl  = L° + + L°C  l– 

K

Equation  (i)  +  (ii)  –  (iii) 

13.  (a) :  In the  reaction,  L°NaBr  = L° + + L°  – 
2 H I   +   H 2 S O 4 ®  I 2  +   S O 2  +   2 H 2 O 
Na Br
+1–1         +1  +6 –2               0          +4                   +1   –2 
=  126  +  152  –  150  =  128  S  cm 2  mol –1 
I st  half  reaction  :  2HI ®  I 2 
20.  (c) :  Ecell = E°cell - 0.0n591 log K c 
–1          0 
0 = 0.591- 0.015 91l og Kc 
In this reaction oxidation number of I increases by one, thus  Þ  – 0.591  = – 0.0591  log K c

this is an oxidation reaction and HI behaves  as a reducing  Þ  log Kc  = 00..0559911  = 10 

agent.  \  K c  =  antilog 10 = 1 × 10 10 
II nd  half  reaction  :  H 2 SO 4 ®  SO 2 

+6             +4 

In  this  reaction  oxidation  number  of  S  decreases  by  two, 

thus this is a reduction reaction and H2   SO4   behaves as oxidising 
agent. 

14.  (c) : L¥ AcOH  = L¥ AcONa  + L¥H  Cl  – L¥ NaCl  21.  (c) :  E°cell  = E° 2+ + E°F  e3+/Fe 2+ 
= 91.0  + 426.2  – 126.5 
=  390.7 S  cm 2  mol –1  Sn/Sn

=  0.14  +  0.77  =  0.91  V 

15.  (a) :  From Faraday's 1st law,  22.  (b) :  Direct  conversion  of  chemical  energy  to  electric  energy 
W = Z × Q  [W =  weight, Z  =  electrochemical  can  be  made  considerably  more  efficient  (i.e.  upto  75%)  than 
equivalent,  Q  =  quantity  of  electricity]  the 40% maximum now obtainable through burning of fuel and 
Now  E = Z × F  [E = equivalent weight , F = Faraday]  using the heat to form steam for driving turbines. Furthermore, 
the water obtained as a byproduct may be used for drinking by 
or  W = E ´ Q  the astronauts. 
F At anode : 2H2 (g)  + 4OH–  (aq) ® 4H2 O   (l)  + 4e–  
At cathode : O 2(g)  + 2H2  O (l)  + 4e – ® 4OH– ( aq) 
or  Q = W ´ F  or  Q = W ´ F 
E A  2H2 (g)  + O 2(g) ® 2H2 O   (l) 

n

[A  = Atomic weight  ,  n =  valency  of  ion]  23.  (c)  :  CN –  ions  act  both  as  reducing  agent  as  well  as  good 
complexing  agent. 
or Q = n ´ w ´ F 

24.  (a) :  A  B  C 
= 3 ´ 5.12 ´ 103 ´ 96500  = 5.49  × 10 7 C 
27 E ° red  +0.5 V  –3.0 V  –1.2 V 
More is the value of reduction potential, more is the tendency 
16.  (d) : Higher the acidity, higher will be the tendency to release 
protons and hence lighter will be the electrical conductivity.  to get reduced, i.e. less is the reducing power. 
Difluoroacetic  acid  will  be  strongest  acid  due  to  electron 
withdrawing effect of two fluorine atoms so as it will show  The  reducing  power  follows  the  following  order: 
maximum electrical  conductivity. 
B > C > A. 

17.  (a) : Cr 2+  | Cr 3+  = +0.41 V  25.  (d) :  E°cell  = 0.0n591 log K c 
Mn 2+  | Mn 3+  = –1.57 V 
Fe2 +  | Fe3 +  = – 0.77 V  0.295 = 0.025 91 log Kc 
Co2 +  | Co3 +  = – 1.97  V  or,  0.295 = 0.0295 logK c 
More is the value of oxidation potential more is the tendency  or,  Kc   = antilog 10   or  K c  = 1 × 10 10 
to get  oxidised. 
As Cr will have maximum oxidation potential value, therefore  26.  (c) :  Ecell = E °cell  - 0.0n591  log  1 
its oxidation will be  easiest.  0.1 

Here n = 2, E ° cell  = 1.10 V 

18.  (c) : Zn (s)  + 2H + (aq)  Zn 2+ (aq)  + H 2  (g)  Ecell  = 1.10 - 0.025 91 log10 

Ecell = E °cell  - 0.025  9 log [ Zn2 + ] ´ pH   2  Ec ell  = 1.10 – 0.0295 = 1.0705 V
[H+ ] 2 

40  JEE MAIN CHAPTERWISE EXPLORER 

27.  (b) : The mass of silver deposited on the cathode  or  S = K  AC  [K  = constant of proportionality] 
L
=  10986´5906050 = 10.8 g 
or  K  = SL 
AC
S × m × m 3 
28.  (b) : It is also known as  heat capacity.  \  Unit  of  S × m  = m2  ´ mol
K  =  m 2 × mmo 3l  
29.  (a) : Here Cr3 +  is oxidised to Cr2 O   72 –.  

30.  (b) : 2H+    + 2e –  H2  (P2  )  = S m2   mol– 1 

H2  (P1 )    2H+    + 2e–   33.  (d) : The oxidation states show a change only in reaction (d). 

Overall  reaction  :  H2 (  P1  )  H2  (P2 )    – 2e – 

0  +1  0  +2 

P2 P2 P1   Zn + 2AgCN  2Ag + Zn(CN) 2 
P1 P1 P2 
E = E° - RT log = 0- RT og  =  RT  log  + 2 e – 
nF nF nF

31.  (a) : Ec ell  = Er ight  (cathode)  – E left (anode).    34.  (c) :  +3  –4e –  +7  –e –  [MnO 4 ] –1 
Mn2   O 3 
[KMnO 4 ] 

32.  (b) : S µ A (A = area)  –5e –  –3e – 
S µ C (C = concentration) 
Mn2  +  +4 

MnO 2 

S µ 1 (L = length)  35.  (c) : E cell  = Reduction potential of cathode (right) – reduction 
L potential  of anode  (left) 

Combining we  get,  S µ AC  = E right  – E left. 
L

Chemical  Kinetics  41 

CHAPTER  CHEMICAL KINETICS



1.  The rate of a reaction doubles when its temperature changes  (log  2  =  0.301) 

from  300  K  to  310  K.   Activation  energy  of  such  a  reaction  (a)  230.3 minutes  (b)  23.03 minutes  (2009) 
will be (R  =  8.314 J  K –1  mol –1  and  log 2  = 0.301)  (c)  46.06 minutes  (d)  460.6 minutes 

(a)  60.5 kJ mol –1  (b)  53.6 kJ mol –1  (2013)  7.  For a reaction  12  A ® 2 B rate of disappearance of A is related 
(c)  48.6 kJ mol –1  (d)  58.5 kJ mol –1  to the  rate of appearance  of  B  by  the  expression 

2.  For a first order reaction, (A) ® products, the concentration  (a)  - d[ A] = 4 dd[Bt  ] 
of A changes from 0.1 M to 0.025 M in 40 minutes. The rate  dt

of reaction when the  concentration  of A is 0.01  M is  (b)  - d [ A] = 12  dd[Bt  ] 
(a)  3.47 × 10 –4  M/min  (b)  3.47 × 10 –5  M/min  dt
(c)  1.73 × 10 –4  M/min  (d)  1.73 × 10 –5  M/min  (2012) 

3.  The rate of a chemical reaction doubles for every 10°C rise  (c)  - d [ A] = 14  dd[Bt  ] 
dt

of temperature. If the temperature is raised by 50°C, the rate  d[ A] = dd[Bt  ] 
dt
of the  reaction increases  by  about  (d)  - (2008) 

(a)  10 times  (b)  24 times 

(c)  32 times  (d)  64 times  (2011)  8.  Consider the reaction, 2A + B ® products. When concentration 

4.  Consider the  reaction  :  of B alone was doubled, the half­life did not change. When the 

Cl2 (aq)  + H 2 S (aq)  S (s)  + 2H +( aq)  +  2Cl –(  aq)  concentration of A alone was doubled, the rate increased by two 

The  rate  of  reaction  for  this reaction  is  times.  The  unit  of  rate  constant  for  this  reaction  is 

rate =  k[Cl 2 ][H 2 S]  (a)  s –1  (b)  L mol– 1  s –1 
Which  of  these  mechanism  is/are  consistent  with  this  rate 
(c)  no unit  (d)  mol L– 1  s –1.   (2007) 

equation?  9.  The energies of activation for forward and reverse reactions for 

A.  Cl2   + H2 S    H+    + Cl–   + Cl+    + HS–   (slow)  A 2 + B 2  ƒ  2AB are 180 kJ mol– 1 and 200 kJ mol– 1 respectively. 

Cl +  + HS –  H +  + Cl –  + S  (fast)  The presence of a catalyst lowers the activation energy of both 

B.  H2 S  Û  H +  + HS –  (fast equilibrium)  (forward  and reverse)  reactions by  100 kJ  mol–  1.   The  enthalpy 

Cl 2  + HS –  2Cl –  +  H +  + S  (slow)  change  of the  reaction  (A 2  +  B2  ®  2AB)  in the  presence  of  a 
catalyst will be (in kJ mol– 1)   
(a)  A only  (b)  B  only 
(a)  20  (b)  300 
(c)  Both A and B  (d)  Neither A  nor  B  (2010) 
(c)  120  (d)  280  (2007) 

5.  The  time  for  half  life  period  of  a  certain  reaction  10.  The following mechanism has been proposed for  the reaction 
A  Products  is 1  hour. When  the initial  concentration 
of  the reactant  A  is 2.0  mol L–  1 ,  how  much  time  does  it  take  of NO with Br 2  to  form NOBr. 
for its concentration to come  from  0.50 to 0.25 mol L– 1  if  it 
NO (g)  + Br2 (g)  NOBr2 (g) 

is  a  zero  order  reaction?  NOBr2 (g)  + NO (g) ® 2NOBr( g) 

If the second step is the rate determining step, the order of the 

(a)  1 h  (b)  4  h  reaction with respect to NO (g)  is 
(c)  0.5 h  (d)  0.25 h 
(2010)  (a)  1  (b)  0 

6.  The  half­life  period  of  a  first  order  chemical  reaction  is  (c)  3  (d)  2  (2006) 

6.93 minutes. The  time required for the completion of 99%  11.  Rate of a reaction can be expressed by Arrhenius equation as : 

of  the chemical  reaction  will  be  k = Ae– E/RT . In this equation, E represents 

42  JEE MAIN CHAPTERWISE EXPLORER 

(a)  the energy  above  which  all  the  colliding  molecules will  (a)  k is equilibrium constant. 
(b)  A is adsorption factor. 
react  (c)  E a  is  energy  of  activation. 
(d)  R is Rydberg constant. 
(b)  the energy below which colliding molecules will not react 

(c)  the total energy of the reacting molecules at a temperature, T  (2003) 

(d)  the  fraction  of  molecules  with  energy  greater  than  the  18.  For the reaction system: 

activation energy  of  the  reaction.  (2006)  2NO (g)  + O 2(g) ® 2NO 2(g) , 
volume is suddenly reduced to half its value by increasing the 
12.  A  reaction was  found  to  be  second  order  with  respect to  the 
pressure on it. If the reaction is of first order with respect to O 2 
concentration of carbon monoxide. If the concentration of carbon  and second order with  respect to NO 2,   the rate  of reaction will 
(a)  diminish to one­fourth of its initial value 
monoxide  is  doubled,  with  everything  else  kept  the  same,  the 

rate  of  reaction  will  be  (b)  diminish to one­eighth of its initial value 

(a)  remain unchanged  (c)  increase to eight times of its initial value 

(b)  tripled  (d)  increase to four times of its  initial value.  (2003) 

(c)  increased by a  factor of  4 

(d)  doubled.  (2006)  19.  The rate law for a reaction between the substances A and B is 

given by rate = k [A] n  [B]m   . On doubling the concentration of 

13.  t 1/4  can  be  taken  as  the  time  taken  for  the  concentration  of  a  A and halving the concentration of B, the ratio of the new rate 
reactant to drop to 3/4 of its initial value. If the rate constant for 
to  the  earlier  rate  of  the  reaction  will  be  as 

a first order reaction is k, the t1 /4  can be written as  1 (b)  (m + n) 
(a)  2m + n (d)  2( n – m) 
(a)  0.10/k  (b)  0.29/k  (c)  (n – m) 

(c)  0.69/k  (d)  0.75/k  (2005)  (2003) 

14.  A reaction involving two different reactants  can never be  20.  The formation of gas at the surface of tungsten due to adsorption 

(a)  unimolecular  reaction  is  the  reaction  of  order 

(b)  first order  reaction  (a)  0  (b)  1 

(c)  second order  reaction  (c)  2  (d)  insufficient  data.  (2002) 

(d)  bimolecular  reaction.  (2005)  21.  The differential rate law  for the reaction, 
H2   + I 2 ® 2HI  is 
15.  The rate equation for the reaction 2A + B ® C is found to be : 
rate = k[A] [B]. The correct statement in relation to this reaction  (a)  - d [H 2 ] = - d [dIt2 ] = - d [dHt I] 
is  that  the  dt
(a)  unit of k must be s– 1 
(b)  t1 /2  is a constant  (b)  d [H2] = d [dIt2 ] = 12  d [dHt I] 
(c)  rate of formation of C is twice the rate of disappearance  dt
of  A 
(d)  value of k is independent of  the initial  concentrations of  (c)  1 d [H2 ] = 12  d d[It2 ] = - d [dHt I] 
A and B.  2 dt
(2004) 
(d)  -2 d [H2 ] = -2 d [dIt2 ] = d [dHt I]  (2002) 
dt

16.  In  a  first  order  reaction,  the  concentration  of  the  reactant,  22.  For the reaction A + 2B ® C, rate is given by R = [A] [B]2  then 

decreases from 0.8 M to 0.4 M in 15 minutes. The time taken  the  order  of  the  reaction  is 

for the concentration  to change from 0.1 M to  0.025 M is  (a)  3  (b)  6 

(a)  30 minutes  (b)  15 minutes  (c)  5  (d)  7  (2002) 

(c)  7.5 minutes  (d)  60 minutes.  (2004)  23.  Units of rate constant of first and zero order reactions in terms 

17.  In the respect of the equation k = Ae –Ea   /RT in chemical kinetics,  of  molarity  M  unit  are  respectively 
which one of the following  statements  is  correct? 
(a)  s– 1,  Ms –1  (b)  s– 1,  M 

(c)  Ms– 1,  s –1  (d)  M, s –1  (2002) 

Answer  Key 

1.  (b)  2.  (a)  3.  (c)  4.  (a)  5.  (d)  6.  (c) 
7.  (c)  8.  (b)  11.  (b)  12.  (c) 
13.  (b)  14.  (a)  9.  (a)  10.  (d)  17.  (c)  18.  (c) 
19.  (d)  20.  (a)  23.  (a)
15.  (d)  16.  (a) 

21.  (d)  22.  (a) 

Chemical  Kinetics  43 

1.  (b) :  As  r  =  k[A] n  = 06.6.9933 
Since  reaction follows 1st order  kinetics, 
r2 =  k 2 
r1 k1 

Since  r2   = 2  (Given)  t = 2.303 log [ A0  ] 
r1  l  [ A] 

\ k 2  = 2  where [A0]  =  initial concentration 
k1 
and  [A] = concentration of  A  at time t. 
log 10  k2 = Ea   é TT2 1-T2T 1  ûúù Q  Reaction  is 99%  complete,  \ [ A0  ] = 100 
k1 2.303 R
ê [ A] 1 
ë

log 2 = 2.303 ´ Ea  ´ é 310 - 300 ù or t = 2.3003.6´936.93 ´ log(100) 
8.314 10 -3 ëê 310 ´ 300 úû  =  23.03  ×  2  log(10)  =  46.06  minutes. 

Ea  =  0.3010 ´ 2.303 ´ 8.314 ´ 10-3 ´ 93 ´ 10 3 
10 
7.  (c) :  For this reaction, 

Ea   =  53.6 kJ  mol –1  Rate = - 1 d [ A] = 12   d[B ] 
1/ 2 dt dt
2.  (a) : For the  first  order  reaction 

k = 2.303 log a Þ - d [ A] =  1  d[B ] 
t a - x dt 4  dt

a = 0.1 M,  a – x = 0.025 M,  t = 40  min  8.  (b) :  Rate  =  k [A] x  [B] y 
k = 2.303 log 0.1 = 2.303 log 4 = 0.0347 min –1  When  [B]  is  doubled,  keeping  [A]  constant  half­life  of  the 
reaction  does  not  change. 
40 0.025 40

[A]  product  0.693 
Thus,  rate  =  k[A]  Now, for  a  first order  reaction  t1 /2  =  k

rate = 0.0347 ×  0.01 M min –1  i.e. t 1/2  is independent of the concentration of the reactant. 
=  3.47 × 10 –4  M  min –1  Hence  the  reaction  is  first  order  with  respect  to  B.  Now 
when  [A]  is  doubled,  keeping  [B]  constant,  the  rate  also 
Rate at 50°C  = 50  doubles. Hence the reaction is first order with respect to A. 
Rate at T1 °C
3.  (c)  :  2 10  = 25  = 32 times.  \Rate = [A]1 [B]1   \ order = 2 

4.  (a) : The  rate  equation depends upon  the  rate  determining  Now  for  a  nth  order  reaction,  unit  of  rate  constant  is 

step.  The  given  rate  equation  is  only  consistent  with  the  (L) n–1  (mol) 1–n  s –1  when  n  =  2,  unit  of  rate  constant  is 

mechanism A.  L mol– 1  s –1.   

5.  (d) :  For  a zero order  reaction,  t 1/2  is  given  as  9.  (a) : DH R = E f - Eb  = 180 - 200 = - 20 kJ mol –1 
The  correct  answer  for  this  question  should  be 
t1/ 2  = [ A0 ]  or  k =  [A0]  –20 kJ mol– 1.  But no option given  is correct. Hence we  can 
2k 2t1/ 2 
ignore  sign  and  select  option  (a). 
Given,  t 1/2  = 1hr,  [A0  ] =  2M 
10.  (d) : NO (g)  +  Br 2(g)  ƒ  NOBr2 (g) 
\ k = 2  = 1 mol L-1 hr -1  NOBr 2(g)  + NO (g) ® 2NOBr (g)  [rate determining step] 
2 ´ 1 Rate of the  reaction (r) =  K [NOBr2  ]  [NO] 
where [NOBr2 ]   =  KC   [NO][Br 2]   
Integrated rate law  for  zero  order reaction  is  r =  K ∙ K C  ∙  [NO][Br 2 ][NO] 
r = K¢ [NO]2   [Br2 ]   
[A] =  –kt  +  [A 0 ]  The order of the reaction with respect to NO (g)  =  2 
Here, [A 0]   = 0.5  M and [A] =  0.25 M
Þ  0.25 = –t  + 0.5 Þ  t  = 0.25  hours  11.  (b) : k = Ae –E/RT 

6.  (c) :  Given, t1/2  = 6.93 min  where  E  =  activation  energy,  i.e.  the  minimum  amount  of 
energy  required  by  reactant  molecules  to  participate  in  a 
l =  0.693 (for  1 st  order  reaction) reaction. 
t1 / 2 

44  JEE MAIN CHAPTERWISE EXPLORER 

12.  (c)  :  Given  r1  = dx  = k [CO] 2  Therefore, the concentration of reactant will fall from 0.1  M 
dt to  0.025  M  in  two  half  lives. 

r2   =  k[2CO]2   =  4k[CO] 2  i.e. 2t 1/2  = 2 × 15 = 30 minutes. 

Thus,  according  to  the  rate  law  expression  doubling  the  17.  (c) : In Arrhenius equation, k = Ae –E a /RT 
concentration of CO  increases  the rate  by a  factor of 4.  k  =  rate  constant,  A  =  frequency  factor 

13.  (b) :  t1 /4  = 2.303 log 4 =  0.29  T = temperature, R = gas constant, Ea   = energy of activation. 
k 3  k This equation can be used for calculation of energy of activation. 

14.  (a)  :  Generally,  molecularity  of  simple  reactions  is  equal  to  18.  (c) : Rate1   = k [NO]2   [O 2 ] 

the  sum  of  the  number of  molecules  of  reactants  involved  in  When volume is  reduced to 1/2, concentration  becomes  two 

the  balanced  stoichiometric  equation.  Thus,  a  reaction  times. 

involving  two  different  reactants  can  never  be  unimolecular.  Rate2   = k [2NO]2   [2O 2]   
But a reaction involving two different reactants can a first order 
reaction. For example,  for  the  following  reaction  Rate1 =  k[ NO]2  [O2 ]  or  R at e1    = 1 
Rate 2  k[2 NO]2  [ 2O 2 ]  Rate2  8
RCl + H2 O  ® ROH + HCl 
Expected  rate  law  :  \  Rate2   = 8 Rate1  

Rate =  k[RCl][H2  O] expected order = 1 + 1 = 2  19.  (d) : Rate1   = k [A]n   [B] m 
But  actual  rate  law  :  On  doubling  the  concentration  of  A  and  halving  the 

Rate = k¢[RCl]  actual order = 1  concentration  of  B 

Here water is taken in excess, hence its concentration may be  Rate2   = k [2A]n   [B/2]m   

taken  constant.  Ratio  between  new  and  earlier  rate 

Here the molecularity of the reaction = 2 and the order of the  k[2 A]n [B / 2]m    m 
reaction  =  1.  k[A]n [B ]m 
( ) = = 2n ´ 1  = 2 n -m 


15.  (d) : 2 A + B ® C  20.  (a) 

rate  =  k [A]  [B]  21.  (d) : H2  + I2  ® 2HI 
The value of k (velocity constant) is always independent of the  When 1 mole of H2   and 1 mole of I 2  reacts, 2 moles of HI are 
concentration  of  reactant  and  it is  a  function  of  temperature  formed  in  the  same  time  interval. 
only. 
For  a  second  order  reaction,  unit  of  rate  constant,  Thus  the  rate  may  be  expressed  as

k is L mol– 1  sec– 1  for a second order reaction,  -d [H2] = -d [I 2 ] =  1 d [ HI ] 

1  dt dt 2  dt
ka
t1  / 2  =  The negative sign signifies a decrease in concentration of the 

i.e. t 1/2  is  inversely proportional  to initial  concentration.  reactant  with  increase  of  time. 

2A + B ® C  22.  (a) : Order is the sum of the power of the concentrations terms 

Rate  = - 1 d[ A] = - d[B] =  d[C ]  in  rate  law  expression. 
2  dt dt dt R = [A] × [B] 2 
Thus,  order  of  reaction  =  1  +  2  =  3 
i.e.  rate  of  formation  of C  is  half  the  rate  of  disappearance 

of  B.  23.  (a) : Unit of K = (mol L– 1)  1  – n  s –1,  

16.  (a) : The concentration of the reactant decreases  from 0.8 M  where  n  =  order  of  reaction 
to  0.4  M  in  15  minutes,  n = 0 Þ zero order reaction 

i.e. t1 /2  = 15 minute.  n = 1 Þ first order reaction

Surface  Chemistry  45 

CHAPTER  SURFACE CHEMISTRY

10 

1.  The coagulating power of electrolytes having ions Na +,   Al 3+  5.  In Langmuir’s model of adsorption of a gas on a solid surface 

and Ba 2+  for  arsenic  sulphide  sol increases  in  the order  :  (a)  the  rate  of  dissociation  of  adsorbed  molecules  from  the 

(a)  Al 3+  < Na +  < Ba 2+  (b)  Al 3+  < Ba 2+  < Na +  surface  does  not  depend  on  the  surface  covered 

(c)  Na +  < Ba 2+  < Al 3+  (d)  Ba 2+  < Na +  < Al 3+  (b)  the adsorption at a single site on the surface may involve 

(2013)  multiple  molecules  at  the  same  time 

2.  According to Freundlich  adsorption isotherm,  which of the  (c)  the  mass  of  gas  striking  a  given  area  of  surface  is 
following  is  correct?  proportional  to  the  pressure  of  the  gas 

(a)  x µ p1 (b)  x µ p1/n (d)  the  mass  of  gas  striking  a  given  area  of  surface  is 
m m independent  of  the  pressure  of  the  gas. 
(2006) 

(c)  x µ p0 6.  The  d+isperse  phase  in  colloidal  iron  (III)  hydroxide  and 
m colloidal gold is positively and negatively charged, respectively. 

(d)  All the above are correct for different ranges of pressure.  Which  of  the  following  statements  is  NOT  correct? 
(2012)  (a)  Magnesium chloride solution coagulates, the gold sol more 

3.  Which  of  the  following  statements  is  incorrect  regarding  readily  than  the  iron  (III)  hydroxide  sol 
physisorption?  (b)  Sodium sulphate solution causes coagulation in both sols 
(a)  It occurs because  of  van  der Waals forces.  (c)  Mixing of the sols has no effect 
(b)  More  easily liquefiable gases  are  adsorbed  readily.  (d)  Coagulation  in  both  sols  can  be  brought  about  by 
(c)  Under high pressure it results into multi molecular layer 
on  adsorbent  surface.  electrophoresis 
(2005) 

(d)  Enthalpy of adsorption (DHa dsorption ) is low and positive.  7.  The volume of a colloidal particle, V c as compared to the volume 
(2009) 
of a solute particle in a true solution V s  could be 

4.  Gold numbers of protective colloids A, B, C and D are 0.50,  (a)  ~ 1  (b)  ~ 102 3 

(c)  ~ 10– 3  (d)  ~ 103   (2005) 

0.01, 0.10 and 0.005, respectively. The correct order of their  8.  Which  one  of  the  following  characteristics  is  not  correct  for 

protective  powers  is  physical  adsorption? 
(a)  Adsorption on solids  is reversible 
(a)  B < D < A <  C  (b)  Adsorption increases with increase in temperature 
(b)  D < A < C <  B 

(c)  C <  B <  D <  A  (c)  Adsorption is spontaneous 

(d)  A < C <  B <  D  (2008)  (d)  Both enthalpy and  entropy of adsorption are  negative. 

(2003) 

Answer  Key 

1.  (c)  2.  (d)  3.  (d)  4.  (d)  5.  (c)  6.  (c) 
7.  (d)  8.  (b) 

46  JEE MAIN CHAPTERWISE EXPLORER 

1.  (c) : For a negatively charged sol, like As2  S3  , greater the positive  that the mass of the gas adsorbed per gram of the adsorbent is 

charge on cations,  greater is the coagulating power.  related to  the  equilibrium  pressure according  to the  equation: 

2.  (d) : According to Freundlich adsorption isotherm  x = aP 
m 1 + bP
x = kp1/n where x  is  the  mass  of  the  gas  adsorbed  on  m  gram  of  the 
m
1/n  can  have  values  between  0  to  1  over  different  ranges  of  adsorbent, P is the pressure and  a, b are constants. 

pressure.  6.  (c)  :  Opposite  charges  attract  each  other.  Hence  on  mixing 

3.  (d)  :  Physical  adsorption  is  an  exothermic  process  (i.e., coagulation  of  two  sols  may  be  take  place. 

DH = –ve) but its value is quite low because the attraction of  7.  (d) : For true solution the diameter range is 1 to 10 Å and for 
colloidal  solution  diameter  range  is  10  to  1000 Å. 
gas molecules and solid surface is weak van der Waals forces. 
Vc = (4 / 3) prc3  = æ rc  ö 3 
4.  (d) : The different protecting colloids differ in their protecting  Vs (4 / 3)pr s  3  èç rs  ø÷
powers.  Zsigmondy  introduced  a term  called Gold  number 
Ratio of diameters =  (10/1) 3  =  10 3 
to describe the protective power of different colloids. Smaller 
the value of gold number greater will be protecting power of  8.  Vc  /V s  ;  10 3 
(b)  :  During  adsorption,  there  is  always  decrease  in  surface 
the  protective  colloid.  Thus 
energy which appears as heat. Therefore adsorption always takes 

protective power of colloid µ Gold number place with evolution of heat, i.e. it is an exothermic process and 

5.  (c) : Assuming the formation of a monolayer of the adsorbate  since  the  adsorption  process  is  exothermic,  the  physical 

on  the surface  of the  adsorbent,  it was  derived  by  Langmuir  adsorption occurs readily at low temperature and decreases with 

increasing  temperature.  (Le  Chatelier's  principle).

CHEMISTRY  47 

CHAPTER  NUCLEAR CHEMISTRY* 

11 

1.  Which  of  the  following  nuclear  reactions  will  generate  an  6.  The half­life of a radioisotope is four hours. If the initial mass 

isotope?  of the isotope was 200 g,  the mass remaining after  24  hours 
(a) b­particle emission 
(b)  Neutron particle emission  undecayed  is 
(c)  Positron emission 
(a)  1.042 g  (b)  2.084 g 

(c)  3.125 g  (d)  4.167 g  (2004) 

(d) a­particle emission  (2007)  7.  Consider the following nuclear reactions: 

2.  A radioactive element gets spilled over the floor of a room. Its  92238M ® YX  N + 2 42  He  ;  X N ® BA  L + 2b   +
Y

half­life period is 30 days. If the initial velocity is ten times the  The  number  of  neutrons  in  the  element  L  is 

permissible value, after how many days will it be safe to enter  (a)  142  (b)  144 

the  room?  (c)  140  (d)  146  (2004) 

(a)  100 days  (b)  1000 days  8.  The half­life of a radioactive isotope is three hours. If the initial 

(c)  300 days  (d)  10 days  (2007)  mass  of  the  iosotope  were  256  g,  the  mass  of  it  remaining 
undecayed  after  18  hours  would  be 

3.  In the transformation of  238 U to  234  U , if one emission is an a­  (a)  4.0 g  (b)  8.0 g 
92 92  (c)  12.0 g  (d)  16.0 g 

particle,  what  should  be  the  other  emission(s)?  (2003) 

(a)  Two b –  9.  The radionucleide  29304  Th  undergoes two successive b­decays 
(b)  Two b –  and one b+    followed  by  one a­decay. The  atomic  number  and  the  mass 
(c)  One b–   and one g 
(d)  One b +  and one b–   number respectively of the resulting radionucleide  are 

(2006)  (a)  92 and 234  (b)  94 and 230 

4.  A photon of hard gamma radiation knocks a proton out of 1224  Mg  (c)  90 and 230  (d)  92 and 230  (2003) 
nucleus  to  form  10. b­particle is emitted in radioactivity by  (2002) 

(a)  the isotope of  parent nucleus  (a)  conversion  of  proton  to  neutron 

(b)  the isobar of parent nucleus  (b)  form outermost  orbit 

(c)  the nuclide  1213  Na  (c)  conversion  of  neutron  to  proton 

(d) b­particle is not emitted. 

(d)  the isobar  of  1213  Na  (2005)  11.  If  half­life  of  a  substance  is  5  yrs,  then  the  total  amount  of 

5.  Hydrogen bomb is based  on the  principle of  substance left after 15 years, when initial amount is 64 grams 
(a)  nuclear fission  (b)  natural radioactivity 
(c)  nuclear  fusion  (d)  artificial  radioactivity.  is 

(2005)  (a)  16 g  (b)  2 g 

(c)  32 g  (d)  8 g  (2002) 

Answer  Key 

1.  (b)  2.  (a)  3.  (a)  4.  (c)  5.  (c)  6.  (c) 
7.  (b)  8.  (a)  11.  (d) 
9.  (c)  10.  (c) 

* Not  included  in  the  syllabus of  JEE  Main  since  2008.

48  JEE MAIN CHAPTERWISE EXPLORER 

1.  (b)  :  The  atoms  of  the  some  elements  having  same  atomic  the  atomic  bomb  initiates  the  fusion  reaction  between 
number  but  different  mass numbers  are  called  isotopes. 
3 H  and  12  H  releasing  huge  amount  of  energy. 
1

ZA  X  –a  A – 4  ZA  X  –b  A  Y  6.  (c) : t1 /2  = 4 hours 

Z – 2  Y;  Z + 1  T  244  = 6  1  n 
( ) n =t1/ 2  2 
–  1 n  = ; N = N0 

ZA  X  0  A – 1  ZA  X  +b+  A  ( ) or, 1  6 

Z X  Z – 1Y    N = 200 ´  =  3.125  g 

2.  (a) : Let  A be the  activity for  safe working. 

Given A0   = 10  A  7.  (b)  :  238 M ® 230 N + 2 42  He 
A0   × N0   and A × N  92 88

230 N ® 28360  L + 2b   + 
88

t  = 2.303  log  N 0  = 2.303  log  A0   Therefore,  number  of  neutrons  in  element  L 
l  N l  A
=  230  –  86  =  144 

=  2.303 log  10 A =  2.303´ 30  log 10  8.  (a) : t1 /2  = 3 hours, n = T/t1 /2  = 18/3 = 6

( )  ( ) NN0  1  n  N 1  6 
0.693/ 30  A 0.693 = 2  Þ = 256  2 

= 2.303 ´ 30  = 99.69 days  » 100 days  Þ  N = 4.0 g 
0.693
9.  (c) :  90 Th 234 ¾-¾2 b¾® 92 X 234 ¾-¾a¾® 90 Th 230 
3.  (a) :  92 U 238  –a  90A  2 34  –b  91B  2 34  –b  92 U 234  Elimination of 1a and 2b  particles  give isotope. 

Thus in order to get 92 U 234 as end product 1a and 2b particles  10.  (c) : Since the nucleus does not contain b­particles, it is produced 
by  the conversion  of  a  neutron  to  a  proton  at  the  moment  of 
should  be  emitted.  emission. 
0n   1 ® +1 p1   + –1 e 0 
4.  (c)  :  24 Mg + g ® 1213Na  +  11  p
12

5.  (c)  :  Hydrogen  bomb  is  based  on  the  principal  of  nuclear  n = T  = 15 = 3 
t1/ 2  5 
fusion. In hydrogen bomb, a mixture of deuterium oxide and  11.  (d) : t 1/2  = 5 years, 

tritium oxide is enclosed in a space surrounding an ordinary  1ö n  1 ö 3 
2ø 2 ø 
atomic bomb. The temperature produced  by the explosion of n = N 0  æè = 6 4 æ = 8 g 
è

Classification of Elements and Periodicity in Properties  49 

CLASSIFICATION OF ELEMENTS 

CHAPTER  AND PERIODICITY IN 
PROPERTIES
12 

1.  The  first  ionisation  potential of  Na  is  5.1  eV. The  value of  7.  The decreasing values of bond angles from NH3  (106°) to SbH3  

electron  gain enthalpy  of Na +  will  be  (101°) down  group­15 of the periodic table is due to 

(a)  + 2.55 eV  (b)  – 2.55  eV  (2013)  (a)  increasing bond­bond pair repulsion 
(c)  – 5.1 eV  (d)  – 10.2  eV  (b)  increasing p­orbital character in sp 3 
(c)  decreasing lone pair­bond pair repulsion 
2.  Which  of  the  following  represents  the  correct  order  of  (d)  decreasing  electronegativity.  (2006) 
increasing first ionization enthalpy for Ca, Ba, S, Se and Ar? 

(a)  Ca < Ba < S  < Se < Ar  8.  The  increasing  order  of  the  first  ionisation  enthalpies  of  the 

(b)  Ca < S < Ba  < Se < Ar  (2013)  elements  B,  P,  S  and  F  (lowest  first)  is  (2006) 
(c)  S < Se < Ca  < Ba < Ar  (a)  F < S < P < B  (b)  P < S < B < F 
(d)  Ba < Ca < Se  < S < Ar  (c)  B < P < S < F  (d)  B < S < P < F 

3.  The increasing order of the ionic radii of the given isoelectronic  9.  Which one of the following sets of ions represents a collection 
species  is 
of  isoelectronic  species? 
(a)  S2 – , Cl – , Ca 2+ , K +  (b)  Ca 2+,   K +,   Cl – , S 2– 
(a)  K+  ,  Cl– ,  Ca 2+,  Sc3 + 
(c)  K+  ,   S 2– , Ca 2+ , Cl –  (d)  Cl –,   Ca 2+ , K + , S 2– 
(b)  Ba 2+,  Sr 2+,  K+  ,  S2 – 
(2012) 
(c)  N 3– , O 2– , F– ,   S2 – 

4.  Which one of the following orders presents the correct sequence  (d)  Li+  ,  Na+  ,  Mg 2+,  Ca 2+  (2006) 

of the  increasing basic  nature  of  the  given  oxides?  10.  In  which  of  the  following  arrangements  the  order  is  NOT 
according  to  the  property  indicated  against  it? 
(a)  Al 2O   3  < MgO < Na 2 O < K 2 O  (2011)  (a)  Al 3+  < Mg2 +  < Na+    < F­   ­ increasing ionic size 
(b)  MgO < K 2 O < Al 2 O 3  < Na 2 O  (b)  B < C < N < O  ­ increasing first ionisation enthalpy 
(c)  Na2  O < K 2 O < MgO < Al 2 O 3  (c)  I < Br < F < Cl ­ increasing electron gain enthalpy 
(d)  K2  O < Na 2 O < Al 2 O 3  < MgO 

5.  The  correct sequence  which  shows  decreasing  order of  the  (with  negative  sign) 

ionic radii  of the  element is  (d)  Li < Na < K < Rb ­ increasing metallic radius 

(a)  O 2–  > F –  > Na +  > Mg 2+  > Al 3+  (2005) 

(b)  Al 3+  > Mg 2+  > Na +  > F –  > O 2– 

(c)  Na +  > Mg 2+  > Al 3+  > O 2–  > F –  11.  Based on lattice energy and other considerations which one of 

(d)  Na +  > F –  > Mg 2+  > O 2–  > Al 3+  (2010)  the  following  alkali  metal  chlorides  is  expected  to  have  the 

6.  Following statements regarding the periodic trends of chemical  highest  melting  point? 
reactivity of the alkali metals and the halogens are given. Which 
of these statements  gives  the correct picture?  (a)  LiCl  (b)  NaCl 

(c)  KCl  (d)  RbCl  (2005) 

(a)  The reactivity decreases in the alkali metals but increases  12.  Lattice energy of an ionic compound depends upon 

in the halogens with increase in atomic number down the  (a)  charge on the ion only 

group.  (b)  size of the ion only 

(b)  In both the alkali metals and  the  halogens  the chemical  (c)  packing of the ion only 

reactivity decreases with increase in atomic number down  (d)  charge and  size of the ion.  (2005) 

the  group.  13.  Which  among the  following  factors is  the  most important  in 

(c)  Chemical  reactivity  increases  with  increase  in  atomic  making  fluorine  the  strongest  oxidising  agent? 

number  down  the  group  in  both  the  alkali  metals  and  (a)  Electron  affinity 

halogens.  (b)  Ionization  energy 

(d)  In alkali metals the reactivity increases but in the halogens  (c)  Hydration  enthalpy 

it  decreases  with  increase  in  atomic  number  down  the  (d)  Bond dissociation  energy  (2004) 

group.  (2006) 

50  JEE MAIN CHAPTERWISE EXPLORER 

14.  The formation of the oxide ion O 2– (g) requires first an exothermic  16.  Which one of the following ions has the highest value of ionic 
and  then  an  endothermic  step  as  shown  below. 
O (g)  + e–   = O – (g)  ; DH° = –142 kJmol– 1  radius? 
O – (g)  + e–   = O 2– (g)  ; DH° = 844 kJmol– 1 
This  is  because  (a)  Li+    (b)  B3 + 
(a)  oxygen is  more  electronegative 
(b)  oxygen has high  electron  affinity  (c)  O 2–  (d)  F–   (2004) 
(c)  O –  ion will tend to resist the addition of another electron 
(d)  O –  ion has comparatively larger size than oxygen atom.  17.  Which one of the following groupings represents  a collection 
(2004) 
of  isoelectronic  species? 
15.  Which one of the following sets of ions represents the collection 
of  isoelectronic  species?  (At. nos.: Cs­55, Br­35) 

(a)  K+  ,  Ca 2+,  Sc3 +,  Cl–   (a)  Na+  ,  Ca 2+,  Mg 2+  (b)  N 3–,  F–  , Na+   

(b)  Na+  ,  Ca 2+,  Sc3 +,  F–   (c)  Be, Al3 +,  Cl–   (d)  Ca 2+,  Cs +,  Br  (2003) 

(c)  K+  ,  Cl– ,  Mg2 +,  Sc3 +  18.  According  to  the  periodic  law  of  elements,  the  variation  in 

(d)  Na+  ,  Mg2 +,  Al3 +,  Cl– .   properties  of  elements  is  related  to  their 
(Atomic nos.: F =  9, Cl = 17, Na  = 11, Mg = 12, 
Al = 13, K = 19,  Ca = 20, Sc = 21)  (a)  atomic masses 
(2004) 
(b)  nuclear masses 

(c)  atomic numbers 

(d)  nuclear neutron­proton number ratios.  (2003) 

19.  Which is the correct order of atomic sizes? 
(a)  Ce > Sn > Yb > Lu 
(b)  Sn > Ce > Lu > Yb 
(c)  Lu > Yb > Sn > Ce 
(d)  Sn > Yb > Ce > Lu. 
(At.  Nos.  :  Ce  =  58,  Sn  =  50, Yb  =  70  and  Lu  =  71) 
(2002) 

Answer  Key 

1.  (c)  2.  (d)  3.  (b)  4.  (a)  5.  (a)  6.  (d) 
7.  (c)  8.  (d)  9.  (a)  10.  (b)  11.  (b)  12.  (d) 
13.  (d)  14.  (c)  15.  (a)  16.  (c)  17.  (b)  18.  (c) 
19.  (a)

Classification of Elements and Periodicity in Properties  51 

1.  (c) : Electron gain enthalpy = – Ionisation potential  bond angles gradually decrease due to decrease in bond pair 
= –  5.1 eV  lone  pair repulsion. 

2.  (d) : Ionization  enthalpy  decreases  from  top  to  bottom  in  a  8.  (d) :  Element:  B  S  P  F 

group while  it increases  from left  to right  in  a  period.  I.E. (eV):  8.3  10.4  11.0  17.4 

3.  (b)  : For  isoelectronic  species  as  effective  nuclear  charge  In  general  as  we  move  from  left  to  right  in  a  period,  the 
increases, ionic radii decreases. Nuclear  charge is maximum  ionisation  enthalpy  increases with  increasing atomic  number. 
of the specie with maximum protons. Order of nuclear charge:  The ionisation enthalpy decreases as we move down a group. 
Ca 2+  >  K +  >   Cl –  >    S 2–  P(1s 2  2s 2  2p 6  3s 2  3p 3 )  has  a  stable  half  filled  electronic 
Protons  :  20  19  17  16  configuration  than  S  (1s2   2s 2  2p 6  3s 2 3p 4)  .  For  this  reason, 
ionisation  enthalpy  of  P  is  higher  than  S. 
Electrons  :  18  18  18  18 

Thus increasing  order of  ionic  radii  9.  (a) :  K +  =  19 –  1 =  18  e – 

Ca 2+  < K +  < Cl –  < S 2–  Cl –  =  17 + 1 =  18  e – 

4.  (a)  : While moving from left to right in periodic table basic  Ca 2+  = 20 –  2 = 18  e – 
character of  oxide  of  elements  will  decrease.
Sc3 +  =  21 – 3 =  18  e – 

Thus all the  species are  isoelectronic. 

\  10.  (b) : As we move from left to right across a period, ionisation 
enthalpy increases  with increasing atomic  number.  So  the 
And  while  descending  in  the  group  basic  character  of  order  of  increasing  ionisation  enthalpy  should  be 
corresponding oxides  increases.

\ B < C < N < O. 

\ Correct  order  is  But  N(1s 2  2s 2  2p 3 )  has  a  stable  half  filled  electronic 
Al 2O   3  < MgO < Na 2 O < K 2 O  configuration. So, ionization enthalpy of nitrogen is greater 
than  oxygen. 
5.  (a)  : All  the  given  species  are  isoelectronic.  Among  So, the correct order of increasing the first ionization enthalpy 
isoelectronic species, anions generally have greater size than 

cations.  is  B  <  C  <  O  <  N. 

Also greater, the  nuclear  charge (Z)  of  the  ion,  smaller the  11.  (b) : In case of halides of alkali metals, melting point decreases 

size. Thus the order  is  :  going down the group because lattice  enthalpies decreases 

O 2–  > F –  > Na +  > Mg 2+  > Al 3+ 

6.  (d) : All the alkali metals are highly reactive elements since  as size of alkali metal increases. But LiCl has lower melting 
they  have  a  strong  tendency  to  lose  the  single  valence  s­  point  in  comparison  to  NaCl  due  to  covalent  nature.  Thus, 

electron to form unipositive ions having inert gas configuration.  NaCl  is  expected  to  have  the  highest  melting  point  among 

This  reactivity  arises  due  to  their  low  ionisation  enthalpies  given  halides. 

and high negative values of their standard electrode potentials.  12.  (d) : The value of lattice energy depends on the charges present 

However, the reactivity of halogens decreases with increase  on the  two ions and the  distance between them. 
in atomic  number  due  to  following  reasons: 
(a)  As the size increases, the attraction for an additional  13.  (d) : The bond dissociation energy of F – F bond is very low. 
The weak F – F bond makes fluorine the strongest oxidising 
electron by  the  nucleus  becomes  less.  halogen. 
(b)  Due  to decrease  in  electronegativity from  F to I, the 

bond  between  halogen  and  other  elements  becomes  14.  (c)  :  The  addition  of  second  electron  in  an  atom  or  ion  is 

weaker  and  weaker.  always  endothermic. 

7.  (c) :  NH 3  PH 3  AsH 3  SbH 3  15.  (a) : Isoelectronic species are those which have same number 

Bond angle    106.5°  93.5°  91.5°  91.3°  of  electrons. 

The  bond  angle  in  ammonia  is  less  than  109°  28¢  due  to  K+    = 19 – 1  = 18 ; Ca 2+  =  20 – 2  = 18 

repulsion  between  lone  pairs  pres ent  on  nitrogen atom  and  Sc3 +  = 21  – 3 = 18 ; Cl –  =  17 +  1 = 18 

bonded pairs of electrons. As we move down the group, the  Thus all these  ions have  18 electrons in them.

52  JEE MAIN CHAPTERWISE EXPLORER 

16.  (c)  :  This  can  be  explained  on  the  basis  of  z/e electrons but different nuclear  charge. Number of electrons 
in N 3–  = 7 + 3 = 10. 
{ } nuclear charge  ,  whereas  z/e  ratio  increases,  the  size 
no. of electrons  Number of electrons in F –  = 9 + 1 = 10 

decreases and when z/e ratio  decreases the  size increases.  Number of electrons in Na +  = 11 – 1 = 10 

For  Li +,   z  = 3  = 1.5  18.  (c) : According to modified modern periodic law, the properties 
e 2  of  elements are  periodic  functions  of  their  atomic  numbers. 

For  B3  + ,  z  = 5  = 2.5  19.  (a)  :  Generally  as  we  move  from  left  to  right  in  a  period, 
e 2  there is regular decrease in atomic radii and in a group as the 
atomic number increases the atomic radii also increases. Thus 
For O 2– ,  z  = 8  = 0.8  the  atomic  radius  of  Sn  should  be  less  than  lanthanides. 
e 10  La > Sn. But due to lanthanide contraction, in case of lanthanides 
there is a continuous decrease in size with increase in atomic 
For  F –,    z  = 9  = 0.9  number. Hence the  atomic radius follow the  given trend  : 
e 10  Ce  >  Sn  >  Yb  >  Lu.

Hence, O 2–  has  highest  value  of  ionic  radius. 

17.  (b) :  Isoelectronic  species  are the  neutral atoms, cations or 
anions of different elements which have the same number of 

General Principles and Processes of Isolation of Metals  53 

CHAPTER  GENERAL PRINCIPLES 
AND PROCESSES OF 
13 
ISOLATION OF METALS

1.  Which method of purification is represented by the following  (a)  Magnetite  (b)  Cassiterite 

equation?  (c)  Galena  (d)  Malachite. 
Ti (s)  + 2I 2(g) 
TiI 4(g)  Ti (s)  +  2I 2(g)  (2004) 

(a)  Cupellation  (b)  Poling  5.  When the sample of copper wth zinc impurity is to be purified 
(c)  Van Arkel  (d)  Zone  refining 
(2012)  by  electrolysis,  the  appropriate  electrodes  are 

cathode  anode 

2.  Which of the following factors is of no significance for roasting  (a)  pure zinc  pure  copper 

sulphide ores to the  oxides and  not subjecting  the sulphide  (b)  impure sample  pure  copper 

ores  to  carbon  reduction  directly?  (c)  impure zinc  impure sample 

(a)  CO 2  is more volatile than  CS 2 .  (d)  pure  copper  impure sample. 
(b)  Metal sulphides are thermodynamically more stable than 
(2002) 

CS2   .  6.  Cyanide process is used for the extraction of 

(c)  CO 2  is  thermodynamically more stable  than CS 2 .  (a)  barium  (b)  aluminium 

(d)  Metal sulphides are less stable than the corresponding  (c)  boron  (d)  silver. 

oxides.  (2002) 
(2002) 
(2008) 

3.  During the process of electrolytic refining of copper, some metals  7.  The metal extracted by leaching with a cyanide is 

present  as  impurity  settle  as  ‘anode  mud’.  These  are  (a)  Mg  (b)  Ag 

(a)  Sn and Ag  (b)  Pb and Zn  (c)  Cu  (d)  Na. 

(c)  Ag and Au  (d)  Fe and Ni.  8.  Aluminium is extracted by the electrolysis of 

(2005)  (a)  bauxite 

(b)  alumina 

4.  Which one of the following ores is best concentrated  by froth­  (c)  alumina mixed with molten cryolite 
flotation  method?  (d)  molten  cryolite. 

(2002) 

Answer  Key 

1.  (c)  2.  (a)  3.  (c)  4.  (c)  5.  (d)  6.  (d) 
7.  (b)  8.  (c) 

54  JEE MAIN CHAPTERWISE EXPLORER 

1.  (c) : Van Arkel method which is also called as vapour­phase  properties with the frothing agent and water. Here galena (PbS) 

refining is used for preparing ultrapure metals like titanium,  is  the  only  sulphide  ore. 

zirconium, thorium and  uranium.  5.  (d) : The impure metal is made anode while a thin sheet of 

2.  (a) : Oxidising roasting is a very common type of roasting  pure metal acts as cathode. On passing the current, the pure 

in metallurgy and is carried out to remove sulphur and arsenic  metal  is  deposited  on  the  cathode  and  equivalent  amount  of 

in the form of their volatile oxides.CS 2  is more volatile than  the metal gets dissolved  from the anode. 

CO 2.   So option (a) is of no significance for roasting sulphide  6.  (d) :  Gold and silver are extracted from their native ores by 

ores  to  their  oxides.  The  reduction  process  is  on  the  Mac­Arthur  forrest  cyanide  process. 

thermodynamic  stability  of  the  products  and  not  on  their  7.  (b) : Silver ore forms a soluble complex with NaCN from which 
volatility. 
silver  is  precipitated  using  scrap  zinc. 

3.  (c)  :  In  the  electrolytic  refining  of  copper  the  more  Ag 2S   + 2NaCN ® Na[Ag(CN)2  ]  ¾¾Zn¾® 
electropositive  impurities   like  Fe,  Zn,  Ni,  Co,  etc. dissolve 
in  the  solution  and  less  electropositive  impurities  such  as  Na2  [Zn(CN)4  ] + Ag ¯ 
Ag, Au and Pt collect below the anode in the form of anodic 
sod.  argentocyanide 
mud.  (soluble) 

4.  (c)  :  Froth­flotation  method  is  used  for  the  concentration  of  8.  (c)  :  Aluminium  is  obtained  by  the  electrolysis  of  the  pure 
alumina (20 parts) dissolved in a bath of fused cryolite (60 parts) 
sulphide ores. The method is based on the preferential wetting 
and  fluorspar  (20  parts).

Hydrogen  55 

CHAPTER  HYDROGEN

14 

1.  Very  pure  hydrogen (99.9%)  can  be  made  by  which  of the  (b)  CO and H 2  are fractionally separated using differences 

following  processes?  in  their  densities. 

(a)  Mixing natural hydrocarbons of high molecular weight.  (c)  CO is removed by absorption in aqueous Cu 2 Cl2  solution. 
(b)  Electrolysis  of  water.  (d)  H2   is  removed through  occlusion  with Pd. 
(c)  Reaction of salt  like  hydrides with  water. 
(2008) 

(d)  Reaction of methane  with steam.  (2012) 
3.  Which one of the following processes will produce hard water? 

2.  In context with the industrial preparation of hydrogen from  (a)  Saturation of water with CaCO 3.   (2003) 
water gas  (CO + H 2 ),  which of  the  following is the  correct  (b)  Saturation of water with MgCO 3 . 
statement?  (c)  Saturation of water with CaSO 4 . 
(d)  Addition of Na2  SO4   to water. 
(a)  CO is oxidised to CO 2  with steam in the presence of a 
catalyst  followed  by absorption of  CO 2  in  alkali. 

1.  (b)  2.  (a)  Answer  Key 

3.  (c) 

56  JEE MAIN CHAPTERWISE EXPLORER 

1.  (b) :  Dihydrogen  of  high  purity  is  usually  prepared by  the  CO + H2 O  Fe2O3,  CoO  CO2 + H 2 
electrolysis  of water  using  platinum  electrodes  in  presence  673 K 
of small amount of acid  or alkali. 
CO 2  NaOH  Na2CO 3 
Dihydrogen  is collected  at  cathode.  alkali 

CO 2  is absorbed in alkali (NaOH). 

The  entire reaction is called  water gas shift reaction. 

2.  (a) : Carbon monoxide is oxidised to carbon dioxide by passing  3.  (c) : Permanent hardness is introduced when water passes over 
the gases and steam over  an iron  oxide 
rocks containing the sulphates or chlorides of both of calcium 

or cobalt oxide or chromium oxide catalyst at 673 K resulting  and magnesium.

in  the  production  of  more  H 2 . 

s­Block  Elements  57 

CHAPTER  s­BLOCK ELEMENTS

15 

1.  Which of the  following  on  thermal  decomposition yields  a  (c)  prevent action of water and salt 

basic as well as an acidic  oxide?  (d)  prevent puncturing by under­sea rocks.  (2003) 

(a)  KClO 3  (b)  CaCO 3  7.  In curing cement plasters water is sprinkled from time to time. 
(c)  NH4  NO 3  (d)  NaNO 3 
(2012)  This  helps  in 

2.  The  set  representing the  correct order  of  ionic  radius is  (a)  keeping it cool 

(a)  Li +  > Be 2+  > Na +  > Mg 2+  (b)  developing  interlocking  needle­like  crystals  of  hydrated 

(b)  Na +  > Li +  > Mg 2+  > Be 2+  silicates 

(c)  Li +  > Na +  > Mg 2+  > Be 2+  (c)  hydrating sand and gravel mixed with cement 

(d)  Mg 2+  > Be 2+  > Li +  > Na +  (2009)  (d)  converting sand into silicic acid.  (2003) 

3.  The ionic mobility of alkali metal ions in aqueous solution is  8.  The solubilities  of carbonates decrease down  the  magnesium 

maximum  for  group  due  to  a  decrease  in 
(a)  K+   
(c)  Li+    (b)  Rb+    (2006)  (a)  lattice energies of solids 
(d)  Na +  (b)  hydration energies of cations 
(c)  inter­ionic  attraction 

4.  Beryllium  and  aluminium  exhibit  many  properties  which  are  (d)  entropy  of  solution  formation.  (2003) 

similar. But, the two  elements differ in  9.  The substance not likely to contain CaCO 3  is 
(a)  exhibiting maximum  covalency in compounds  (a)  a marble statue  (b)  calcined gypsum 
(b)  forming polymeric  hydrides 
(c)  forming covalent halides  (c)  sea shells  (d)  dolomite.  (2003) 

(d)  exhibiting amphoteric nature  in their oxides.  (2004)  10.  A  metal  M  readily  forms  its  sulphate  MSO 4  which  is  water­ 

5.  One mole of magnesium nitride on the reaction with an excess  soluble. It forms its oxide MO which becomes inert on heating. 
of  water  gives 
It  forms  an  insoluble  hydroxide  M(OH) 2  which  is  soluble  in 
(a)  one mole of ammonia  NaOH solution. Then  M is 

(b)  one mole of nitric  acid  (a)  Mg  (b)  Ba 

(c)  two moles of ammonia  (c)  Ca  (d)  Be.  (2002) 

(d)  two moles of nitric  acid.  (2004)  11.  KO 2 (potassium super oxide) is used in oxygen cylinders in space 

6.  Several blocks of magnesium are fixed to the bottom of a ship  and submarines because it 
to 
(a)  keep away the sharks  (a)  absorbs CO 2  and increases O 2  content  (2002) 
(b)  make the ship lighter  (b)  eliminates moisture 

(c)  absorbs CO 2 
(d)  produces  ozone. 

Answer  Key 

1.  (b)  2.  (b)  3.  (b)  4.  (a)  5.  (c)  6.  (b) 
7.  (b)  8.  (b)  9.  (b)  10.  (d)  11.  (a) 

58  JEE MAIN CHAPTERWISE EXPLORER 

1.  (b) :  magnesium makes the ship lighter when it is fixed to the bottom 
of  the  ship. 

2.  (b)  :  Moving  from  left  to  right  in  a  period,  the  ionic  radii  7.  (b) : Water develops interlocking needle­like crystals of hydrated 
silicates. The reactions involved are the hydration  of  calcium 
decrease  due  to  increase  in  effective  nuclear  charge  as  the 
aluminates  and  calcium  silicates  which  change  into  their 
additional electrons are added to the same shell, however from 
colloidal gels. At the same time, some calcium hydroxide and 
top to bottom the ionic radii increase with increasing atomic 
aluminium  hydroxides  are  formed  as  precipitates  due  to 
number  and  presence  of  additional shells. Also  Li  and Mg 
hydrolysis. Calcium  hydroxide binds the particles  of  calcium 

are  diagonally related  and hence  the  order is  silicate together while aluminium hydroxide fills the interstices 

Na +  > Li +  > Mg 2+  > Be 2+ .  rendering  the  mass  impervious. 

3.  (b) : The alkali metal ion exist as hydrated ions M+  (  H2 O  )n   in  8.  (b) : The stability of the carbonates of the alkaline earth metals 

the aqueous solution. The degree of hydration, decreases with  increases on moving down the group. The solubility of carbonate 

ionic size as we go down the group. Hence Li+    ion is mostly  of  metals  in  water  is  generally  low.  However  they  dissolve  in 

hydrated e.g. [Li(H2 O  )6 ]   +.  Since the mobility of ions is inversely  water containing CO2   yielding bicarbonates, and this solubility 

proportional to the size of the  their hydrated  ions, hence the  decreases on going down in a group with the increase in stability 

increasing  order of  ionic mobility  is  of carbonates of metals, and decrease in hydration energy of the 

Li+    < Na +  < K+    < Rb+    cations. 

4.  (a) : Beryllium has the valency +2 while aluminium exhibits  9.  (b) : The composition of gypsum is CaSO 4 ∙2H2 O  . It does not 
its  valency  as  +3.  have CaCO 3 . 

5.  (c) :  Mg 3 N 2  + 6H 2O  ® 3Mg(OH) 2  + 2NH 3  10.  (d) : Be forms water soluble BeSO4  , water insoluble Be(OH) 2 
6.  (b) : Magnesium, on account of its lightness, great affinity for  and BeO. Be(OH)2   is insoluble in NaOH giving sodium beryllate 
Na2   BeO 2.   
oxygen and toughness is used in ship. Being a lighter element, 
11.  (a) : 4KO 2  + 2CO 2 ® 2K2  CO 3  + 3O 2

p­Block  Elements  59 

CHAPTER  p­BLOCK ELEMENTS

16 

1.  Which of the following exists as covalent crystals in the solid  7.  Which one of  the  following reactions of  xenon  compounds 

state?  is not  feasible? 

(a)  Phosphorus  (b)  Iodine  (a)  XeO3  + 6HF ®  XeF6  + 3H2O 

(c)  Silicon  (d)  Sulphur  (2013)  (b)  3XeF4  + 6H2O ® 2Xe + XeO3  + 12HF + 1.5O2 

2.  Which of  the  following is  the  wrong  statement?  (c)  2XeF2  + 2H2O ® 2Xe  + 4HF  + O2  (2009) 
(a)  Ozone is diamagnetic gas.  (d)  XeF6 +  RbF ®  Rb[XeF7] 

(b)  ONCl and  ONO –  are  not  isoelectronic.  8.  In which of the following arrangements, the sequence is not 

(c)  O 3  molecule  is  bent.  strictly according to the  property written against it? 

(d)  Ozone is violet­black in  solid  state.  (2013)  (a)  CO2  < SiO2 < SnO2 < PbO2 : increasing oxidising power 

3.  Boron cannot  form  which  one  of  the  following  anions?  (b)  HF < HCl < HBr < HI :  increasing acid strength 
(c)  NH3  <  PH3  < AsH3  <  SbH3  :increasing basic  strength 
(a)  BF6 3 –  (b)  BH 4–   (d)  B < C < O < N : increasing first ionization  enthalpy 
(c)  B(OH) 4–   (d)  BO 2–  
(2009) 
(2011) 

4.  Which of  the following  statement  is  wrong?  9.  Which one of  the  following  is the correct statement? 

(a)  The stability of hydrides increases from NH 3  to BiH 3  in  (a)  B2 H   6∙  2NH 3  is  known  as  ‘inorganic  benzene’. 
group 15 of  the  periodic  table.  (b)  Boric  acid is a  protonic  acid. 

(b)  Nitrogen  cannot  form  dp­pp  bond.  (c)  Beryllium  exhibits coordination number of  six. 

(c)  Single N — N bond is weaker than the single P – P bond.  (d)  Chlorides of both beryllium and aluminium have bridged 

(d)  N 2O   4  has  two resonance  structure.  chloride  structures in solid phase. 

(2011)  (2008) 

5.  Which  of  the  following  statements  regarding  sulphur  is  10.  Among the following substituted silanes the one which will 

incorrect?  give  rise to  cross linked silicone polymer  on hydrolysis is 

(a)  S2   molecule  is paramagnetic.  (a)  R 3S  iCl  (b)  R4  Si  (2008) 
(b)  The  vapour  at 200°C consists  mostly  of S 8  rings.  (c)  RSiCl 3  (d)  R 2 SiCl 2 

(c)  At 600°C the gas mainly  consists of S 2  molecules. 

(d)  The oxidation state of sulphur is never less than +4 in  11.  The stability of dihalides of Si, Ge, Sn and Pb increases steadily 

its  compounds.  in  the  sequence 

(2011)  (a)  PbX 2  =  SnX 2  =  GeX 2  =  SiX 2 
(b)  GeX2   =  SiX2   =  SnX2   =  PbX 2 
6.  The bond dissociation energy of B – F in BF3  is 646 kJ mol– 1  (c)  SiX2   =  GeX 2  =  PbX 2  =  SnX2   (2007) 
whereas  that of  C  –  F in  CF4  is  515  kJ  mol –1.    The  correct  (d)  SiX 2  =  GeX 2  =  SnX 2  =  PbX 2.  
reason for higher B – F bond dissociation energy as compared 
to that of C  – F is 

(a)  smaller size of  B­atom as compared  to that of C­atom  12.  Identify the incorrect statement among the following. 

(b)  stronger s bond between B and F in BF3 as compared to  (a)  Br 2 reacts with hot and strong NaOH solution to give NaBr 
that  between  C  and  F  in  CF4  and H2 O  . 

(c)  significant  pp­pp  interaction  between  B  and  F  in  BF3  (b)  Ozone reacts with SO2   to give SO3  . 
whereas there is no possibility of such interaction between  (c)  Silicon reacts with NaOH( aq) in the presence of air to give 
C and  F  in  CF4. 
Na 2 SiO 3  and H2  O. 
(d)  lower  degree  of  pp­pp  interaction  between  B  and  F  in  (d)  Cl2   reacts with excess of NH3   to give N 2  and HCl. 
BF3  than that between C  and F in CF4. 
(2009)  (2007) 

60  JEE MAIN CHAPTERWISE EXPLORER 

13.  Regular use of the following fertilizers increases the acidity of  22.  The correct order of the thermal stability of hydrogen  halides 

soil?  (H –  X)  is 

(a)  Ammonium sulphate  (a)  HI > HBr > HCl > HF 

(b)  Potassium nitrate  (b)  HF > HCl > HBr > HI 

(c)  Urea  (c)  HCl < HF > HBr < HI 

(d)  Superphosphate  of  lime  (2007)  (d)  HI > HCl < HF > HBr  (2005) 

14.  A metal, M forms chlorides in +2 and +4 oxidation states. Which  23.  In silicon dioxide 
(a)  each silicon atom is surrounded by four oxygen atoms and 
of the following statements  about these chlorides  is correct?  each  oxygen  atom  is  bonded  to  two  silicon  atoms 
(b)  each silicon atom is surrounded by two oxygen atoms and 
(a)  MCl2   is more volatile than. MCl4 .   each  oxygen  atom  is  bonded  to  two  silicon  atoms 
(b)  MCl2   is more soluble in anhydrous ethanol than MCl4  .  (c)  silicon atom is bonded to two oxygen atoms 
(c)  MCl2   is more ionic than MCl4  .  (d)  there are double bonds between silicon and oxygen atoms. 
(d)  MCl2   is more easily hydrolysed than MCl4 .   (2006)  (2005) 

15.  What products are expected from the disproportionation reaction 

of  hypochlorous  acid?  24.  Which of the following oxides is amphoteric in character? 

(a)  HClO3   and Cl2  O  (b)  HClO 2  and HClO4   (a)  CaO  (b)  CO 2 
(c)  SiO 2  (d)  SnO2  
(c)  HCl and Cl2  O  (d)  HCl and HClO 3  (2006)  (2005) 

16.  Which of the following statements  is true?  25.  The soldiers of Napolean  army while at Alps during freezing 
winter suffered a serious problem as regards to the tin buttons 
(a)  H3 P  O3   is a stronger acid than H2  SO3  .  of their uniforms. White metallic tin buttons got converted  to 
(b)  In aqueous medium HF is a stronger acid than HCl.  grey  powder.  This  transformation  is  related  to 
(a)  an  interaction  with  nitrogen  of  the  air  at  very  low 
(c)  HClO4   is a weaker acid than HClO3  .  (2006)  temperatures 
(d)  HNO 3  is a stronger acid than HNO 2.   (b)  a change in the crystalline structure of tin 
(c)  a change in the partial pressure of oxygen in the air 
17.  Heating an aqueous solution of aluminium chloride to dryness  (d)  an interaction with water vapour contained in the humid 
air.  (2004) 
will give 

(a)  AlCl3   (b)  Al 2 Cl6   (2005) 
(c)  Al2 O  3   (d)  Al(OH)Cl2  

18.  The number and type  of bonds  between two  carbon atoms in  26.  Aluminium chloride exists as dimer, Al 2C  l6  in solid state as well 
as  in  solution  of  non­polar  solvents  such  as  benzene.  When 
calcium  carbide  are 

(a)  one sigma, one pi  dissolved  in  water,  it  gives 

(b)  one sigma, two pi  (a)  Al 3+  + 3Cl–   (b)  [Al(H2 O  )6 ]   3+  + 3Cl–  

(c)  two sigma, one pi  (c)  [Al(OH)6 ]  3 – + 3HCl  (d)  Al 2 O 3  + 6HCl.  (2004) 

(d)  two sigma, two pi.  (2005)  27.  Among Al2 O   3,   SiO 2,    P2 O   3  and  SO 2  the  correct  order  of  acid 
strength is 
19.  The  structure  of  diborane  (B2 H  6 )    contains 
(a)  four 2c­2e bonds and two 3c­2e bonds  (2005)  (a)  SO2   < P2 O   3  < SiO 2  < Al 2O   3  (2004) 
(b)  SiO 2  < SO2   < Al 2 O 3  < P2  O 3 
(b)  two 2c­2e bonds and four 3c­2e bonds  (c)  Al2 O   3  < SiO 2  < SO2   < P2 O   3 
(c)  two 2c­2e bonds and two 3c­3e bonds  (d)  Al 2 O 3  < SiO 2  < P2  O 3  < SO2  . 

(d)  four 2c­2e bonds and four 3c­2e bonds 

20.  The molecular shapes of SF4 ,  CF4   and XeF4   are  28.  The states of hybridisation of boron and oxygen atoms in boric 
(a)  the same  with 2,  0  and  1  lone  pairs  of  electrons  on the 
acid (H3 B  O 3)    are  respectively 
central  atom respectively  (a)  sp2   and sp2   (b)  sp 2  and sp 3 

(b)  the same with 1, 1 and 1 lone pair of electrons on the central  (c)  sp 3  and sp 2  (d)  sp 3  and sp 3 .  (2004) 

atoms  respectively  29.  Which  one  of  the  following  statements  regarding  helium  is 
incorrect? 
(c)  different  with  0,  1  and  2  lone  pairs  of  electrons  on  the 

central  atom respectively  (a)  It is used to fill gas in balloons instead of hydrogen because 

(d)  different  with  1,  0  and  2  lone  pairs  of  electrons  on  the  it  is  lighter  and  non­inflammable. 

central  atom respectively  (2005)  (b)  It is used as a cryogenic agent for carrying out experiments 

21.  The number of hydrogen atom(s) attached to phosphorus atom  at  low  temperatures. 

in hypophosphorous  acid is  (c)  It is used to produce and sustain powerful superconducting 

(a)  zero  (b)  two  magnets. 

(c)  one  (d)  three.  (2005)  (d)  It is used in gas­cooled nuclear reactors.  (2004)

p­Block  Elements  61 

30.  Glass is a  (c)  PCl5   and HCl are formed and the mixture cools down 
(a)  micro­crystalline  solid 
(b)  super­cooled  liquid  (d)  PH3 ∙ Cl2   is formed with warming up.  (2003) 
(c)  gel 
(d)  polymeric  mixture.  (2003)  37.  Which one of the following statements is correct? 
(a)  Manganese salts give a violet borax test in the reducing 
31.  Graphite  is  a  soft  solid  lubricant  extremely  difficult  to  melt.  flame. 
The  reason  for  this  anomalous  behaviour  is  that  graphite  (b)  From  a  mixed  precipitate  of AgCl  and AgI,  ammonia 
(a)  is a non­crystalline substance  solution  dissolves  only AgCl. 
(b)  is an allotropic  form of  diamond  (c)  Ferric  ions  give  a  deep  green  precipitate  on  adding 
(c)  has molecules of variable molecular masses like polymers  potassium ferrocyanide  solution. 
(d)  has  carbon  atoms  arranged  in  large  plates  of  rings  of  (d)  On boiling a solution having K+  ,  Ca 2+ and HCO 3–   ions we 
strongly bound carbon atoms with weak interplate bonds.  get a precipitate of K2  Ca(CO3 )  2 .  
(2003)  (2003) 

32.  Which  one  of  the  following  pairs  of  molecules  will  have  38.  Alum helps in purifying water by 
(a)  forming Si complex with clay particles 
permanent dipole moments for  both members?  (b)  sulphate part which combines with the dirt and removes 
it 
(a)  SiF4   and NO 2  (b)  NO 2  and CO 2  (2003)  (c)  coagulating the mud particles 
(c)  NO 2  and O 3  (d)  SiF4   and CO 2  (d)  making mud water soluble. 
(2002) 
33.  Which one of the following substances has the highest proton 

affinity? 

(a)  H2 O    (b)  H2  S  (2003)  39.  In case of nitrogen, NCl3  is possible but not NCl5  while in case 
(c)  NH3   (d)  PH3   of phosphorus, PCl3   as well as PCl5   are possible. It is due to 
(a)  availability of vacant d orbitals in P but not in N 
34.  Which one of the following  is an  amphoteric  oxide? 
(b)  lower electronegativity of P than N 
(a)  ZnO  (b)  Na2 O    (2003) 
(c)  SO2   (d)  B2 O   3  (c)  lower tendency of H­bond formation in P than N 

35.  Concentrated hydrochloric acid when kept in open air sometimes  (d)  occurrence of P in solid while N in gaseous state at room 
produces a cloud of white fumes. The explanation for it is that  temperature. 
(a)  concentrated hydrochloric acid emits strongly smelling HCl 
gas all the time  (2002) 
(b)  oxygen in air reacts  with the  emitted HCl gas to form a 
40.  In  XeF 2,    XeF 4,    XeF 6  the  number  of  lone  pairs  on  Xe  are 
respectively 

cloud of chlorine  gas  (a)  2, 3, 1  (b)  1, 2, 3 
(c)  strong  affinity  of  HCl  gas  for  moisture  in  air  results  in 
(c)  4, 1, 2  (d)  3, 2, 1.  (2002) 

forming of droplets of liquid solution which appears like  41.  Which of the following statements is true? 
a  cloudy  smoke  (a)  HF is less polar than HBr. 
(d)  due to strong affinity for water, concentrated hydrochloric  (b)  Absolutely pure water does not contain any ions. 
acid  pulls  moisture  of  air  towards  itself.  This  moisture  (c)  Chemical  bond  formation  takes  place  when  forces  of 
forms droplets of  water and  hence the  cloud.  attraction  overcome the  forces of  repulsion. 
(d)  In covalency transference of  electron takes  place. 
(2003)  (2002) 

36.  What may be expected to happen when phosphine gas is mixed  42.  When H2 S   is passed through Hg2 S   we get 
with  chlorine  gas? 
(a)  The mixture only  cools  down  (a)  HgS  (b)  HgS + Hg 2S   
(b)  PCl3   and HCl are formed and the mixture warms up 
(c)  Hg 2S   + Hg  (d)  Hg 2 S.  (2002) 

Answer  Key 

1.  (c)  2.  (None)  3.  (a)  4.  (a)  5.  (d)  6.  (c) 

7.  (a)  8.  (c)  9.  (d)  10.  (c)  11.  (c)  12.  (d) 

13. (a)  14.  (c)  15.  (d)  16.  (d)  17.  (b)  18.  (b) 
19. (a)  20.  (d)  21.  (b)  22.  (b)  23.  (a)  24.  (d) 
25. (b)  26.  (b)  27.  (d)  28.  (b)  29.  (a)  30.  (b) 
31. (d)  32.  (c)  33.  (c)  34.  (a)  35.  (c)  36.  (c) 
37. (b)  38.  (c)  39.  (a)  40.  (d)  41.  (c)  42.  (c)

62  JEE MAIN CHAPTERWISE EXPLORER 

1.  (c)  Beryllium exhibits coordination number of four as it has only 

2.  (None) :  All the statements are  correct.  four  available  orbitals  in  its  valency  shell. 

3.  (a) : Due to non­availability of d­orbitals, boron is unable to  Also, 
expand its octet. Therefore, the maximum covalency of boron 
cannot  exceed  4.  3B2H6 + 6NH 3  3[BH2(NH3)2]  + BH4   – 
or 

4.  (a) : Thermal stability decreases gradually from NH 3 to BiH 3 .  B2H6  ∙ 2NH3   
So  the  stability  also  decreases.  or 

NH 3  PH 3  AsH 3  SbH 3  BiH 3  B2H6 ∙ 2NH 3  Heat, 450 K  2B3N3H6 + 12H2   

Decomposition  1300°C 440°C  2 8 0 °C  150°C  room  temp.  Borazine 

t e mpe ra t ure  Borazine  has  structure similar to benzene  and therefore, 

The size of the central atom increases from N to Bi therefore,  it is called inorganic  benzene. Hence option (d)  is  correct. 

the tendency to form a stable covalent bond with small atom 

like  hydrogen decreases  and  therefore,  stability decreases.  10.  (c) :  RSiCl 3  on hydrolysis  gives  a  cross linked  silicone. 
The  formation can be  explained  in three  steps 
5.  (d) : Sulphur exhibits –2, +2, +4, +6 oxidation states but +4 

and +6 are more  common.  Cl  OH 
R – Si – OH 
6.  (c) : In BF3, B is sp 2  hybridised and has a vacant 2p­orbital  (i)  R – Si – Cl  3H2O   
–3HCl  OH 
which overlaps laterally with a filled 2p­orbital of F forming 
strong  pp­pp  bond.  However  in  CF4,  C  does  not  have  any  Cl 
vacant p­orbitals to  undergo p­bonding. 
Thus B.E.B – F  > B.E.C – F.  R  R  R 

7.  (a) : The reaction is not  feasible because XeF6  formed  will  (ii)  HO – Si – OH + H O – Si – OH + H O – Si – OH 
OH  OH  OH 
R  R  R 

further  produce  XeO3  by  getting  hydrolysed.  –H2O    HO – Si – O – Si – O – Si – OH 
OH  OH  OH 
XeF6  + 3H2O  XeO3  +  3H2F2. 

8.  (c) :  In group15 hydrides,  the  basic character decreases on  R  R  R 
going  down  the  group  due  to  decrease  in  the  availability  of 
the  lone pair of electrons  because of  the  increase in size of  (iii)  HO – Si – O – Si – O – Si – OH 
elements from N to  Bi. Thus,  correct order  of  basicity is 
NH3  >  PH3  > AsH3  >  SbH3.  OH  OH  OH  –3H2 O 

H O  H O  H O 

9.  (d) : Boric acid is a  weak monobasic  acid  HO – Si – O – Si – O – Si – OH 

(K a  = 1.0 × 10 –9 ). It is a notable part that boric acid does not  R  R  R 
act as a protonic acid  (i.e., proton  donor)  but behaves as a 
Lewis acid by accepting a pair of electrons from OH –  ions.  R  R  R 

B(OH) 3  +  2H 2 O ® [B(OH) 4 ] –  +  H 3O   +  – O – Si – O – Si – O – Si – O – 
BeCl 2  like Al 2C  l 6  has a bridged polymeric structure in solid 
phase generally as  shown below.  O  O  O 

Cl  – O – Si – O – Si – O – Si – O – 

R  R  R 

Cl – Be  Be – Cl  Cross linked silicone 

11.  (c) : Due to the inert pair effect (the reluctance of ns 2 electrons 

Cl  of  outermost  shell  to  participate in  bonding)  the  stability  of 
M2 +  ions (of group IV elements) increases as we go down the 
Polymeric structure of BeCl 2  Cl  group. 
Cl  Cl 

Al  Al  12.  (d) : 3Br2   +  6NaOH ® 5NaBr + NaBrO 3  +  3H2  O 
O 3  +  SO2  ® O 2  +  SO3  
Cl  Cl  Cl  Si + 2NaOH + O 2 ® Na 2 SiO 3  +  H2 O 

Polymeric structure of Al2C  l 6 

p­Block  Elements  63 

Cl2   reacts  with  excess  of  ammonia  to  produce  ammonium  the  four  orbitals  of  each  of  the  boron  atom  overlap  with  two 
chloride  and  nitrogen. 
terminal hydrogen atoms forming two normal B – H s­bonds. 

2NH3   + 3Cl 2  N 2  + 6HCl  One of the remaining hybrid orbital (either filled or empty) of 
6NH3   + 6HCl  6NH4   Cl 
8NH3   + 3Cl 2  N 2  + 6NH4  Cl  one of the boron atoms, 1s  orbital  of hydrogen  atoms  (bridge 

atom) and one of hybrid orbitals of the other boron atom overlap 

to  form  a  delocalised  orbital  covering  the  three  nuclei  with  a 

pair of electrons.  Such a  bond is known  as three  centre  two 

13.  (a)  :  (NH 4)   2S  O 4 + 2H 2O    (2H +  + SO 42  – ) + 2NH 4 OH  electron  (3c  –  2e)  bonds. 

Strong acid  Weak base  .  H.   .  H.   H 
H  .  .  H  .  .  H 
(NH4 )   2S  O4   on hydrolysis produces strong acid H2 S  O4 ,  which  B 
increases the acidity of  the soil.  B  .  B  B 
. H  .  .H    H  .  .  H 
14.  (c) : The elements of group 14 show an oxidation state of +4  .
and  +2. The  compounds  showing  an  oxidation  state  of  +4  H.   H 
are  covalent  compound  and  have  tetrahedral  structures .  e. g. 
SnCl4  ,   PbCl4  ,   SiCl 4,   etc. whereas those which show +2 oxidation  Structure  of  diborane 
state are ionic  in nature and behave as reducing agent. e.g. 
SnCl 2 ,  PbCl 2 ,  etc.  20.  (d) : SF4  (sp 3 d, trigonal bipyramidal with one equatorial position 
Further as we move down the group, the tendency of the element  occupied by 1 lone pair), CF4   (sp 3,  tetrahedral, no lone pair), 
to  form  covalent  compound  decreases  but  the  tendency  to  XeF4   (sp 3d   2,  square planar, two lone pairs). 
form  ionic  compound  increases. 
F  F 
15.  (d) : 3HClO4 (aq) ® HClO 3(aq)  + 2HCl( aq) 
It is a disproportionation reaction of hypochlorous acid where  F  F  F 
the oxidation number of Cl changes from +1 (in ClO– )   to +5  S  C  Xe 
(in ClO 3 –)   and –1 (in Cl–  ). 
F  F  F  F  F  F 
16.  (d) : Higher is the oxidation state of the central atom, greater  F 
is  the  acidity. 
Hence, HClO 4  is a stronger  acid than HClO3 .   (SF4 )    (CF4   )  (XeF 4)   
HNO 3  is a stronger  acid than HNO 2 . 
Now, greater is the electronegativity and higher is the oxidation  21.  (b) : Hypophosphorous acid 
state  of  the  central atom,  greater  is  the  acidity.  Hence  H2   SO3    O 
is a stronger acid  than H3  PO3  . 
Due to higher dissociation energy of H – F bond and molecular  P 
association due  to  hydrogen  bonding in  HF,  HF  is a weaker  HO  H  H 
acid  than  HCl.  Number of hydrogen atom(s) attached to phosphorus atom = 2. 

17.  (b) : Aluminium chloride in aqueous solution exists as ion  22.  (b) : As the  size  of the  halogen  atom increases  from  F to I, 
H  –  X  bond  length  in  HX  molecules  also  increases  from 
pair.  H –  F  to  H  –  I  (H  –  F  <  H  –  Cl  <  H  –  Br  <  H  –  I). 
The increase in  H –  X bond length decreases  the  strength  of 
2AlCl3   + aq. ® [AlCl2 (  H2 O  )4 ]  + ( aq)  + [AlCl4 (  H2 O  )2 ]  – ( aq)  H –  X  bond  from H  –  F  to  H  –  I    (H  –  F  >  H  –  Cl  >  H  –  Br 
> H – I). The decrease in the strength of H – X bond is evident 
The crystallisation  of AlCl3   from aqueous  solution,  therefore,  from the fact that  H – X bond dissociation energies decrease 
yields  an  ionic  solid  of  composition  [AlCl 2 (H 2 O) 4 ] +  from H – F to H – I. Due to successive decrease in the strength 
[AlCl4  (H2 O  )2 ]   – ∙ xH2  O.  This  compound  decomposes  at  about  of H – X  bond from H  – F  to H  –  I, thermal stability  of  HX 
molecules also decreases from HF to HI  (HF > HCl > HBr > 
190°C to give the non­ionic dimer Al2 C  l6  .  HI). 

[AlCl 2(  H 2 O) 4 ] +  [AlCl 4(  H 2 O) 2 ] –  ∙  xH 2O    heat  23.  (a)  :  Silicon dioxide  exhibits polymorphism.  It is  a  network 
190°C  solid in which each Si atom is surrounded tetrahedrally by four 
oxygen  atoms. 

Al 2 Cl 6  +  H 2 O 

18.  (b) : Calcium carbide is ionic carbide having  [ ..   C      C ..   ] 2– .  O  O 
– O – Si – O – Si – O – 
Ca 2+  [ ..   C 1  s    C ..   ] 2– 
O  O 
2 p 

19.  (a) : According  to  molecular  orbital  theory,  each  of  the  two  24.  (d): CaO­basic, CO 2  and SiO 2 ­acidic, SnO 2­  amphoteric, as it 
boron atoms is in sp3    hybrid state. Of the four hybrid orbitals,  reacts  both  with  acids  and  bases.

three have one electron each while the fourth is empty. Two of 

64  JEE MAIN CHAPTERWISE EXPLORER 

SnO 2  +  4HCl ® SnCl4   +  2H2 O    33.  (c)  :  Ammonia  is  a  Lewis  base,  accepting  proton  to  form 
SnO 2  + 2NaOH ® Na 2 SnO 3  + H2  O 
ammonium  ion  as  it  has  tendency  to  donate  an  electron  pair. 

25.  (b) :  Grey tin  is very  brittle  and  easily  crumbles  down to  a  + 
H  H 

powder in very  cold climates.  H – N ..   + H +  H – N ® H 

Grey tin  White tin 

(cubic)  (tetragonal)  H  H 

The change of white tin to grey tin is accompanied by increase 

in volume. This is called tin  disease  or tin  plague.  34.  (a) : ZnO is an amphoteric oxide and dissolves readily in acids 
forming corresponding zinc salts and alkalies forming zincates. 
26.  (b) : Al 2C  l 6  + 12H 2 O  2[Al(H 2 O) 6]   3+  +  6Cl –  ZnO + H2 S  O4  ® ZnSO4   + H2  O 

27.  (d)  : Acidity  of  the  oxides  of  non  metals  increases  with  the  zinc  sulphate 
electronegativity and  oxidation  number  of  the  element. 
Al2 O   3  < SiO 2  < P2 O   3  < SO2   ZnO + 2NaOH ® Na2 Z  nO 2  + H2 O   
Al2 O   3  is amphoteric. SiO 2  is slightly acidic whereas P2 O   3  and 
SO2   are the anhydrides of the acids H3 P  O3   and H2 S  O3  .  sodium  zincate 

Hs p 3 .O.  ..   35.  (c) : HCl gas in presence of moisture in air forms droplets of 
liquid  solution  in  the  form  of  cloudy  smoke. 
28.  (b) :  B sp2   
H  ..  36.  (c) : Phosphine burns in the atmosphere of chlorine and forms 
sp3   O. .   ..  H  phosphorus  pentachloride. 
O. .  sp3    PH 3  +  4Cl2  ®  PCl5   +  3HCl 

29.  (a) : Helium is twice as heavy as hydrogen, its lifting power is  37.  (b) : The solubility product of AgCl, AgBr and AgI at the room 
92 percent of that of  hydrogen.  temperature are 2.8 × 10– 10,  5.0 × 10– 13 and 8.5 × 10– 17 respectively. 
Helium has the lowest melting and boiling points of any element  Thus, AgI  is  the  least  soluble silver  halide. 
which makes liquid helium an ideal coolant for many extremely  The lattice energies of AgBr and AgI are even higher because 
low­temperature applications such as superconducting magnets,  of greater  number of  electrons in  their anions.  Consequently, 
and  cryogenic  research  where  temperatures  close  to  absolute  they are even less soluble than AgCl. Due to greater solubility 
zero  are  needed.  of AgCl than AgI, ammonia solution dissolves only AgCl and 
forms a  complex. 
AgCl + 2NH4 O  H ®  [Ag(NH3  ) 2 ]Cl + 2H2 O   

Diammine  silver  chloride 

30.  (b) : Glass is a transparent or translucent amorphous supercooled  38.  (c) : The negatively charged colloidal particles of impurities get 
solid  solution  (supercooled  liquid)  of  silicates  and  borates,  neutralised by the Al 3+  ions and settle down and pure water can 
having a general formula R 2O  ∙MO∙6SiO2   where R = Na or K 
and  M  =  Ca,  Ba,  Zn  or  Pb.  be  decanted  off. 
39.  (a) : 7N   = 1s 2  2s 2  3p 3 
31.  (d) : Graphite has a two­dimensional sheet like structure and 
each carbon atom makes a use of sp2   hybridisation.  15P   = 1s 2  2s 2  2p 6  3s 2  3p 3 
The above layer structure of graphite is less compact than that  In  phosphorus  the  3d­orbitals  are  available. 
of  diamond.  Further,  since  the  bonding  between  the  layers 
involving only weak van der Waal's forces, these layers can slide  40.  (d) :  XeF2   sp 3 d  3  lone  pairs 
over each other. This gives softness, greasiness and lubricating  XeF4    sp 3d   2  2  lone  pairs 
character  of  graphite.  XeF6    sp 3 d 3  1  lone  pair 

32.  (c) : NO 2  and O 3  both have unsymmetrical structures, so they  41.  (c) : Due to the higher electronegativity of F, HF is more polar 
have  permanent  dipole  moment.  than HBr pure water contains H+    and OH–   ions. In covalency, 

sharing of electrons between two non­metal atoms takes place. 

42.  (c)

d­ and f­Block Elements  65 

CHAPTER  d­ and f ­BLOCK ELEMENTS

17 

1.  Which of the following arrangements does not represent the  7.  In context with the transition elements, which of the following 

correct order of the  property stated  against  it?  statements  is  incorrect? 
(a)  Sc < Ti < Cr  < Mn  : number of oxidation  states  (a)  In  addition  to  the  normal  oxidation  states,  the  zero 
(b)  V 2+  < Cr 2+  < Mn 2+  < Fe 2+  : paramagnetic behaviour 
(c)  Ni 2+  < Co2 +  < Fe 2+  < Mn 2+  : ionic size  oxidation  state  is  also  shown  by  these  elements  in 
(d)  Co 3+ < Fe 3+ < Cr 3+ < Sc 3+ : stability in aqueous solution.  complexes. 
(b)  In the highest oxidation states, the transition metals show 
(2013)  basic character  and form  cationic complexes. 

2.  Four successive members of the first row transition elements  (c)  In the highest oxidation states of the first five transition 

are listed below with atomic numbers. Which one of them is  elements (Sc to Mn), all the 4s and 3d electrons are used 

expected  to  have  the  highest  E° M 3+ /M 2+  value?  for  bonding. 

(a)  Co (Z  = 27)  (b)  Cr (Z  = 24)  (2013)  (d)  Once the d 5  configuration is exceeded, the tendency to 
(c)  Mn (Z = 25)  (d)  Fe (Z = 26)  involve all the 3d  electrons in  bonding decreases.

3.  Iron exhibits +2 and +3 oxidation states. Which of the following  (2009) 
statements about iron  is incorrect? 

(a)  Ferrous  compounds  are  relatively  more  ionic  than  the  8.  Knowing that the chemistry of lanthanoids (Ln) is dominated 
by its +3 oxidation state, which of the following statements 
corresponding  ferric  compounds. 

(b)  Ferrous  compounds  are  less  volatile  than  the  is  incorrect? 

corresponding  ferric  compounds.  (a)  Because of the large size of the Ln(III) ions the bonding 

(c)  Ferrous compounds  are  more  easily  hydrolysed than  the  in  its  compounds  is  predominantly  ionic  in  character. 

corresponding  ferric  compounds.  (b)  The  ionic  sizes  of  Ln(III)  decrease  in  general  with 

(d)  Ferrous oxide is more basic in nature than the ferric oxide.  increasing  atomic  number. 

(2012)  (c)  Ln(III) compounds are  generally colourless. 

4.  The  outer electronic  configuration  of  Gd  (Atomic  No :  64)  (d)  Ln(III) hydroxides are mainly basic in character. 
is  (2009) 

(a)  4f 3 5d 56  s 2  (b)  4f 8 5d 0 6s 2  9.  In  which  of  the  following  octahedral  complexes  of 

(c)  4f 45  d 46  s 2  (d)  4f 7 5d1 6  s 2  (2011)  Co  (At. no.  27), will the magnitude of D oct  be  the highest? 

5.  In context of the lanthanoids, which of the following statement  (a)  [Co(NH 3 ) 6]   3+  (b)  [Co(CN) 6 ]3  – 

is  not  correct?  (c)  [Co(C 2 O 4)   3 ] 3–  (d)  [Co(H 2O  ) 6]   3+  (2008) 

(a)  There is a gradual decrease in the radii of the members  10.  Larger number of oxidation states are exhibited by the actinoids 

with increasing  atomic number in the  series.  than those by the lanthanoids, the main reason  being 

(b)  All the  members exhibit  +3  oxidation state. 

(c)  Because of similar properties the separation of lanthanoids  (a)  more reactive nature of the actinoids than the lanthanoids 

is  not  easy.  (b)  4f orbitals more  diffused than the 5f  orbitals 

(d)  Availability of 4f  electrons  results  in  the formation  of  (c)  lesser energy difference between 5f and 6d than between 

compounds in +4 state for all the members of the series.  4f  and 5d  orbitals 

(2011)  (d)  more energy difference between 5f and 6d than between 

6.  The  correct  order  of  E° M2  + /M  values  with  negative  sign  for  4f  and  5d­orbitals. 
the  four successive  elements  Cr, Mn,  Fe  and Co  is 
(2008) 

(a)  Cr > Mn > Fe > Co  (b)  Mn > Cr > Fe > Co  11.  The actinoids exhibit more number of oxidation states in general 

(c)  Cr > Fe > Mn > Co  (d)  Fe > Mn > Cr > Co  than  the  lanthanoids. This  is  because 

(2010) 

66  JEE MAIN CHAPTERWISE EXPLORER 

(a)  the 5f orbitals extend further from the nucleus than the 4f  19.  Heating mixture of Cu2 O   and Cu2 S   will give 
orbitals 
(a)  Cu + SO2   (b)  Cu + SO3  
(b)  the 5f orbitals are more buried than the 4f orbitals 
(c)  there  is  a  similarity  between  4f  and  5f  orbitals  in  their  (c)  CuO + CuS  (d)  Cu 2S  O 3  (2005) 

angular part of the  wave function  20.  The  correct  order  of  magnetic  moments  (spin  only  values  in 
(d)  the actinoids are more reactive than the lanthanoids.  B.M.) among is 

(2007)  (a)  [MnCl4  ]2 –  > [CoCl4  ] 2–  > [Fe(CN)6  ] 4– 
(b)  [MnCl4 ]   2–  > [Fe(CN)6 ]  4 –  > [CoCl4  ]2 – 
12.  Identify the incorrect statement among the  following:  (c)  [Fe(CN)6  ]4 –  > [MnCl4  ]2 –  > [CoCl4 ]   2– 
(a)  4f­and 5f­orbitals are equally shielded.  (d)  [Fe(CN)6 ]  4 –  > [CoCl4  ] 2–  > [MnCl4 ]  2 –.  
(b)  d­Block  elements  show  irregular  and  erratic  chemical 
properties  among  themselves.  (Atomic  nos.:  Mn  =  25,  Fe  =  26,  Co  =  27) 
(c)  La  and  Lu  have  partially  filled  d­orbitals  and  no  other  (2004) 
partially filled  orbitals. 
(d)  The chemistry of various lanthanoids is very similar.  21.  Cerium (Z  = 58) is an important member of the lanthanoids. 
(2007) 
Which  of  the  following  statements  about  cerium  is  incorrect? 

(a)  The common oxidation states of cerium are +3 and +4. 

(b)  The +3 oxidation state of cerium is more stable than +4 

13.  The “spin­only” magnetic moment [in units of Bohr magneton,  oxidation  state. 

(m B)  ] of Ni2 +  in aqueous solution would be (atomic number of  (c)  The +4 oxidation state of cerium is not known in solutions. 
Ni = 28) 
(d)  Cerium (IV) acts as an oxidising agent.  (2004) 

(a)  2.84  (b)  4.90  22.  Excess  of  KI  reacts  with  CuSO 4  solution  and  then  Na 2S  2 O   3 
solution is added to it. Which of the statements is incorrect for 
(c)  0  (d)  1.73  (2006) 
this  reaction? 
14.  Nickel (Z = 28) combines with a uninegative monodentate ligand 
X –  to  form  a  paramagnetic  complex  [NiX 4]  2 – .  The  number  of  (a)  Cu2  I2   is formed.  (b)  CuI 2  is formed. 
unpaired electron(s) in the nickel and geometry of this complex  (c)  Na2  S2  O 3  is oxidised. (d)  Evolved I 2  is  reduced. 
ion are,  respectively 
(a)  one, tetrahedral  (b)  two, tetrahedral  (2004) 
(c)  one, square planar  (d)  two, square planar. 
(2006)  23.  Of the following outer electronic configurations of atoms, the 

highest oxidation state is achieved by which one  of them? 

(a)  (n – 1)d 8 ns2   (b)  (n – 1)d 5n  s 1 

15.  Which of the  following  factors  may  be  regarded  as  the main  (c)  (n – 1)d3 n  s 2  (d)  (n – 1)d 5n  s2  .  (2004) 
cause of  lanthanide  contraction? 
(a)  Poor  shielding  of  one  of  4f­electron  by  another  in  the  24.  For making good quality mirrors, plates of float glass are used. 
subshell. 
(b)  Effective shielding of one of 4f­electrons by another in the  These are obtained by floating molten glass over a liquid metal 
subshell. 
(c)  Poorer shielding of  5d  electrons  by  4f­electrons.  which  does  not  solidify  before  glass.  The  metal  used  can  be 
(d)  Greater shielding of 5d electrons by  4f­electrons. 
(2006)  (a)  mercury  (b)  tin 

(c)  sodium  (d)  magnesium.  (2003) 

25.  Which one of the following nitrates will leave behind a metal 

on  strong  heating? 

(a)  Ferric nitrate 

16.  The lanthanide contraction is  responsible for  the fact that  (b)  Copper nitrate 

(a)  Zr and Y have about the same radius  (c)  Manganese nitrate 

(b)  Zr and Nb have similar oxidation state  (d)  Silver nitrate.  (2003) 

(c)  Zr and Hf have about the same radius  26.  The radius of La 3+ (Atomic number of La = 57) is 1.06 Å. Which 

(d)  Zr and Zn have the same oxidation state.  (2005)  one of the following given values will be closest to the radius 

17.  Calomel (Hg 2C  l2 )   on reaction with ammonium hydroxide gives  of Lu3 +  (Atomic number  of  Lu =  71)? 

(a)  HgNH2  Cl  (b)  NH2   – Hg – Hg – Cl  (a)  1.60 Å  (b)  1.40 Å 

(c)  Hg 2 O  (d)  HgO  (2005)  (c)  1.06 Å  (d)  0.85 Å  (2003) 

18.  The oxidation state of chromium in the final product formed by  27.  What would happen when a solution of potassium chromate is 

the  reaction  between  KI  and  acidified  potassium  dichromate  treated  with  an  excess  of  dilute  nitric  acid? 

solution  is  (a)  Cr3 +  and Cr2 O   72 –  are formed. 
(b)  Cr 2 O 72 –  and H2  O are formed. 
(a)  +4  (b)  +6  (c)  CrO 42 –  is reduced to +3 state of Cr. 

(c)  +2  (d)  +3  (d)  CrO 4 2–  is oxidised to +7 state of Cr. 

(2005)  (2003)

d­ and f­Block Elements  67 

28.  The  number  of d­electrons  retained  in Fe2 +  (At.  no.  Fe  =  26)  32.  How do we  differentiate between Fe3 +  and Cr3 +  in  group III? 

ions is  (a)  By taking excess  of NH4 O  H  solution. 
(b)  By increasing  NH4 +   ion  concentration. 
(a)  3  (b)  4 
(c)  By decreasing OH–   ion  concentration. 
(c)  5  (d)  6  (2003) 

29.  The  atomic  numbers  of  vanadium  (V),  chromium  (Cr),  (d)  Both (b) and (c).  (2002) 

manganese (Mn) and iron (Fe) are respectively 23, 24, 25 and  33.  The most stable ion is 
(a)  [Fe(OH)3 ]  3 – 
26. Which  one of these  may  be  expected  to  have  the highest  (c)  [Fe(CN)6  ] 3–  (b)  [Fe(Cl)6 ]   3– 
(d)  [Fe(H2 O  )6 ]   3+ 
second ionisation  enthalpy? 

(a)  V  (b)  Cr  (2002) 

(c)  Mn  (d)  Fe  (2003)  34.  Arrange Ce3 + , La 3+ , Pm 3+  and Yb 3+  in increasing order of their 

30.  A reduction in atomic size with increase in atomic number is a  ionic  radii. 

characteristic of  elements  of  (a)  Yb 3+  < Pm 3+  < Ce3 +  < La 3+ 

(a)  high atomic masses  (b)  Ce3 +  < Yb 3+  < Pm 3+  < La 3+ 

(b)  d ­block  (c)  Yb 3+  < Pm 3+  < La 3+  < Ce3 + 

(c)  f ­block  (d)  Pm 3+  < La 3+  < Ce3 +  < Yb 3+  (2002) 

(d)  radioactive series.  (2003) 

35.  Most common oxidation states of Ce (cerium) are 

31.  A red solid is insoluble in water. However it becomes soluble  (a)  +2, +3  (b)  +2, +4 

if some KI is added to water. Heating the red solid in a test tube  (c)  +3, +4  (d)  +3, +5  (2002) 

results in liberation of some violet coloured fumes and droplets 

of  a  metal  appear  on  the  cooler  parts  of  the  test  tube. The  red  36.  Which  of  the  following  ions  has  the  maximum  magnetic 

solid is  moment? 

(a)  (NH4 )  2  Cr 2O  7   (b)  HgI2   (a)  Mn2 +  (b)  Fe2 + 

(c)  HgO  (d)  Pb3  O 4.   (2003)  (c)  Ti2 +  (d)  Cr 2+  (2002) 

Answer  Key 

1.  (b)  2.  (a)  3.  (c)  4.  (d)  5.  (d)  6.  (b) 
7.  (b)  8.  (c)  9.  (b)  10.  (c)  11.  (a)  12.  (a) 
13.  (a)  14.  (b)  15.  (a)  16.  (c)  17.  (a)  18.  (d) 
19.  (a)  20.  (a)  21.  (c)  22.  (b)  23.  (b)  24.  (a) 
25.  (d)  26.  (d)  27.  (b)  28.  (d)  29.  (b)  30.  (c) 
31.  (b)  32.  (d)  33.  (b)  34.  (a)  35.  (c)  36.  (a)

68  JEE MAIN CHAPTERWISE EXPLORER 

1.  (b) : Number of unpaired electrons in Fe2 + is less than Mn 2+ ,  13.  (a) : 28 Ni ® [Ar]  3d 8  4s 2  4p 
so Fe 2+  is less paramagnetic than Mn 2+ .  3d  4s 

2.  (a)  Number  of  unpaired  electrons  (n)  =  2 
m = n(n + 2) = 2(2 + 2) = 8 »  2.84 
3.  (c) :  Ferrous  oxide  is  more basic,  more  ionic,  less  volatile 
and less easily hydrolysed  than  ferric  oxide.  3d  4s  4p 

4.  (d) :  The  electronic  configuration  of  14.  (b) : Ni ® 
64G  d =  [Xe] 54  4f  7  5d1   6s 2 
Ni2 + ® 
5.  (d) : Availability of 4f electrons does not result in the formation 
of  compounds  in  +4  state  for  all  the  members of  the  series.  [NiX 4]  2 – ®  × ×  × ×  × ×  × × 

6.  (b) : E° Mn 2+ /Mn  = – 1.18 V  sp 3  hybridisation 
E° Cr 2+ /Cr  =  – 0.91 V 
E° Fe 2+ /Fe  =   – 0.44 V  Number  of  unpaired  electrons  =  2 
E°C  o 2+ /Co  = – 0.28 V  Geometry  =  tetrahedral. 

7.  (b) : When the transition metals are in their highest oxidation  15.  (a) : As we proceed from one element to the next element in 
state,  they no longer have  tendency to give away electrons,  the lanthanide series, the nuclear charge, i.e. atomic  number 
thus they are  not basic but show  acidic  character and form  increases  by  one  unit  and  the  addition  of  one  electron  occurs 
anionic  complexes.  at  the  same time  in  4f­energy  shell.  On  account  of  the  very 
diffused shapes of  f­orbitals, the 4f­electrons shield each other 
8.  (c) : Ln 3+ compounds are generally coloured in the solid state  quite poorly from the nuclear charge. Thus, the effect of nuclear 
as well as in aqueous solution. Colour appears due to presence  charge increase is somewhat more than the changed shielding 
of unpaired  f­electrons  which undergo  f­f  transition.  effect. This  brings the valence  shell  nearer to  the  nucleus  and 
hence the  size  of  atom  or ion  goes on  decreasing as  we move 
9.  (b) :  Strong field ligand  such as  CN –,    usually produce low  in the series. The sum of the successive reactions  is equal to 
spin  complexes  and  large  crystal  field  splittings.  H 2 O  is  a  the total  lanthanide contraction. 
weaker  field  ligand  than  NH 3  and C 2 O 42  –  therefore
Do  ct [Co(H 2 O) 6]   3+  < D oct[  Co(C 2 O 4)  ] 3–  < [Co(NH 3 )6  ] 3+  16.  (c) : In each vertical column of transition elements, the elements 
Common ligands in order of increasing crystal field strength  of second and third transition series resemble each other more 
are  given below :  closely than the elements of first and second transition series 
I – < Br – < Cl –  < F – < OH – < C 2O   4 2– < H 2O   < NH 3 < en < NO 2 –  on  account  of  lanthanide  contraction. The  pairs  of  elements 
< CN –  such  as  Zr­Hf,  Mo­W,  Nb­Ta,  etc;  possess  almost  the  same 
properties. 
10.  (c) : Actinoids show  different  oxidation  states  such  as +2, 
+3,  +4,  +5,  +6  and  +7.  However  +3  oxidation  state  is  most  17.  (a)  :  Calomel  on  reaction  with  ammonium  hydroxide  turns 
common  among  all  the  actinoids. 
The wide range of oxidation states of actinoids is attributed  black. The black substance is a mixture of mercury and mercuric 
to the fact that the 5f, 6d and 7s energy levels are of comparable 
energies. Therefore all these three subshells can participate.  amino  chloride. 

11.  (a)  :  As  the  distance  between  the  nucleus  and  5f  orbitals  Hg2 C  l2   + 2NH4  OH ®  NH 2 
(actinides) is more than the distance between the nucleus and  H{g  Cl  + H g + NH 4C  l + 2H 2 O 
4f orbitals (lanthanides) hence the hold of nucleus on valence 
electron decreases in actinides. For this reason the actinoides  Black
exhibit more number of  oxidation states  in general. 

12.  (a)  :  The  decrease  in  the  force  of  attraction  exerted  by  the 
nucleus  on  the  valency  electrons  due  to  presence  of  electrons 
in  the  inner shells  is called  shielding  effect. An  4f  orbital is 
nearer to the nucleus than 5f orbitals. Hence shielding of 4f is 
more  than  5f. 

d­ and f­Block Elements  69 

18.  (d)  :  +3  28.  (d) : 26F  e = 1s 2 2s2  2p 6 3s 2 3p 6 3d 6 4s2  
Fe2 +  = 1s 2  2s 2  2p6   3s 2  3p6   3d 6 
+6  2Cr 3+ + 7H2 O   + 3I2   The number of d ­electrons retained in Fe2 +  = 6. 

Cr2 O  7 2 – +  14H+   + 6I–   

19.  (a) : Cu 2 S + 2Cu 2 O ® 6Cu + SO2   29.  (b) : The second ionisation potential values of Cu and Cr are 
This is an  example  of auto­reduction.  sufficiently higher than those of neighbouring elements. This is 
because  of  the  electronic  configuration  of  Cu +  which  is  3d 10 
20.  (a) :  (completely  filled)  and  of  Cr +  which  is  3d 5  (half­filled),  i.e., 
for the second ionisation potentials, the electron is to be removed 
3d  4s  4p  from very  stable configurations. 

[MnCl4  ] 2–®  - - - - -  1..  442..   4..   43..     30.  (c) : With increase  in  atomic number  i.e.  in moving  down  a 
group, the number of the principal shell increases and therefore, 
sp 3  the size of the atom increases. But in case of f ­block elements 
there is a steady decrease in atomic size with increase in atomic 
Number of unpaired  electrons = 5  number  due  to  lanthanide  contraction. 
As we move through the lanthanide series, 4f electrons are being 
[CoCl 4]   2–®  1..  442..   4..   43..     added one at each step. The mutual shielding effect of f electrons 
is  very  little. This  is  due  to  the  shape  of  the  f  ­orbitals.  The 
sp3    nuclear charge, however increases by one at each step. Hence, 
the inward pull experienced by the 4f electrons increases. This 
Number of unpaired  electrons = 3  causes a reduction in the size of the entire 4f n  shell. 

[Fe(CN) 6 ] 4– ®  1..   .4.   4..2   4..   4..3   ..   

d 2s  p3   

Number of unpaired  electrons = 0 

Magnetic moment =  n n + 2  31.  (b) : The precipitate of mercuric iodide dissolves in excess of 
where n = number of  unpaired electrons. 
i.e. greater the number of unpaired electrons, greater will be the  potassium iodide forming a complex, K 2 HgI 4 . 
paramagnetic character. 
HgI2   + 2KI ® K 2 HgI 4 

HgI 2  on heating liberates I 2  gas. 

21.  (c) : +4 oxidation state of cerium is also known in solutions.  HgI 2  Hg   +   I 2 

–1  0  violet vapours 

22.  (b) :  4KI + 2CuSO4   I 2 + Cu 2I   2 + 2K 2S  O 4  32.  (d) : NH4 +   ions are increased to suppress release of OH–   ions, 
hence  solubility  product  of  Fe(OH) 3  is  attained.  Colour  of 
0  +2  +2.5  –1  precipitate  is  different. 

I 2  + 2Na 2 S2  O 3  Na 2  S4  O 6  + 2NaI 

(n – 1)d  ns  33.  (b) : A more basic ligand forms stable bond with metal ion, Cl–  
is most basic amongst all. 
23.  (b) : 

(n – 1)d5   ns 2  can achieve the maximum oxidation state of +7.  34.  (a) : According to their positions in the periods,  these values 
are  in  the  order: 
24.  (a) : Mercury is such a metal which exists as liquid at room 
temperature.  Yb 3+  <  Pm 3+  <  Ce3 +  < La 3+ 

25.  (d) : When heated at red heat, AgNO 3 decomposes to metallic  At. Nos.  70  61  58  57 
silver. 
2AgNO 3 ® 2Ag + 2NO 2  + O 2  Ionic radii (pm)  86  98  103  106 

26.  (d)  :  Due  to  lanthanide  contraction,  the  ionic  radii  of  Ln3  +  Ionic  size  decreases  from  La 3+  to  Lu 3+  due  to  lanthanide 
(lanthanide ions) decreases from La 3+  to Lu3 +.  Thus the lowest 
value  (here  0.85  Å)  is  the  ionic  radius  of  Lu3  +.    contraction. 

27.  (b) : Dilute nitric acid converts chromate into dichromate and  35.  (c) : The common stable oxidation state of all the lanthanides 
is +3. The oxidation states of +2 and +4 are also exhibited and 
H2 O  .  these oxidation states are only stable in those cases where stable 
4 f 0 , 4 f 7  or  4 f 14  configurations  are achieved.  Ce4 +  is  stable 
2K2 C  rO 4  + 2HNO 3 ® K2 C  r2 O   7  + 2KNO 3  + H2  O  due to  4 f 0  configuration. 

or,  2CrO 42 –  H +  Cr 2 O 72 –  + H 2 O  36.  (a) : Mn2 +  (3s 23  p 63  d5  ) has the maximum number of unpaired 
electrons  (5)  and  therefore  has  maximum  moment.

yellow  orange 

70  JEE MAIN CHAPTERWISE EXPLORER 

CHAPTER  COORDINATION COMPOUNDS

18 

1.  Which of the  following  complex  species  is  not  expected to  9.  The coordination number and the oxidation state of the element 

exhibit optical  isomerism?  E in the complex [E(en)2   (C2 O   4)  ]NO 2  (where (en) is ethylene 
diamine)  are, respectively 
(a)  [Co(en)(NH 3 ) 2 Cl 2 ] +  (b)  [Co(en) 3 ] 3+ 

(c)  [Co(en) 2C  l 2 ] +  (d)  [Co(NH 3 ) 3 Cl 3 ]  (2013)  (a)  6 and 3  (b)  6 and 2 

2.  Which among the following will be named as dibromidobis  (c)  4 and 2  (d)  4 and 3  (2008) 

(ethylene diamine) chromium(III  bromide?  10.  Which of the following has a square planar geometry? 

(a)  [Cr(en) 2B  r 2]  Br  (b)  [Cr(en)Br 4]   –  (a)  [PtCl4 ]  2 –  (b)  [CoCl4 ]  2  – 

(c)  [Cr(en)Br 2]  Br  (d)  [Cr(en) 3 ]Br 3  (2012)  (c)  [FeCl4 ]   2–  (d)  [NiCl4 ]   2–.  

3.  The  magnetic  moment  (spin only)  of  [NiCl 4]   2–  is  (At.  nos.:  Fe  =  26,  Co  =  27,  Ni  =  28,  Pt  =  78) 

(a)  1.82 BM  (b)  5.46 BM  (2007) 

(c)  2.82 BM  (d)  1.41 BM  (2011)  11.  How many EDTA (ethylenediaminetetraacetic acid) molecules 

4.  Which of the following facts about the complex [Cr(NH3  ) 6 ]Cl 3  are required to make an octahedral complex with a Ca 2+  ion? 
is  wrong? 
(a)  Six  (b)  Three 

(a)  The  complex  involves  d 2 sp 3  hybridisation  and  is  (c)  One  (d)  Two  (2006) 

octahedral  in  shape.  12.  In Fe(CO)5 ,  the Fe – C bond possesses  (2006) 
(b)  The  complex is  paramagnetic.  (a) p­character only (b)  both s and p characters 
(c)  The  complex  is  an  outer  orbital  complex. 
(d)  The complex gives white precipitate with silver nitrate  (c)  ionic character  (d) s­character  only. 

solution.  (2011)  13.  The IUPAC name for  the complex [Co(NO 2)  (NH3 )   5]  Cl2   is 

5.  Which one  of the  following  has  an  optical isomer?  (a)  nitrito­N­pentaamminecobalt(III) chloride 
(b)  nitrito­N­pentaamminecobalt(II) chloride 
(a)  [Zn(en) 2]   2+  (b)  [Zn(en)(NH 3 )2  ]2  +  (2010)  (c)  pentaammine nitrito­N­cobalt(II) chloride  (2006) 
(c)  [Co(en) 3]   3+  (d)  [Co(H 2O  ) 4 (en)] 3+  (d)  pentaammine nitrito­N­cobalt(III) chloride. 

6.  A  solution  contains  2.675  g  of  CoCl 3 ∙6NH 3  (molar  mass 
= 267.5 g mol –1 ) is passed through a cation exchanger. The  14.  The  value of  the  ‘spin only’ magnetic  moment for  one of  the 

chloride ions obtained in solution were treated with excess of  following configurations is 2.84 BM. The correct one  is 

AgNO 3  to give 4.78 g of AgCl (molar mass = 143.5 g mol–  1 ).  (a)  d 4  ( in strong ligand field) 
The formula  of the complex is  (At. mass  of Ag  =  108 u)  (b)  d 4  ( in weak ligand field) 

(a)  [CoCl(NH 3 ) 5 ]Cl 2  (b)  [Co(NH 3 )6  ]Cl 3  (c)  d 3  ( in weak as well as in strong fields) 

(c)  [CoCl 2 (NH 3)   4]  Cl  (d)  [CoCl 3(  NH 3 ) 3 ]  (2010)  (d)  d 5  (in strong ligand field)  (2005) 

7.  Which of the  following  pairs  represents  linkage  isomers?  15.  Which one of the following cyano complexes would exhibit the 

(a)  [Cu(NH 3 ) 4]  [PtCl 4 ]  and  [Pt(NH 3 ) 4 ][CuCl 4 ]  lowest  value  of  paramagnetic  behaviour? 

(b)  [Pd(PPh 3 ) 2 (NCS) 2 ] and  [Pd(PPh 3 ) 2 (SCN) 2 ]  (a)  [Cr(CN)6  ] 3–  (b)  [Mn(CN)6 ]   3– 

(c)  [Co(NH 3 )5  (NO 3 )]SO 4  and [Co(NH 3 )5  (SO 4 )]NO 3  (c)  [Fe(CN)6 ]  3 –  (d)  [Co(CN)6 ]  3 –  (2005) 

(d)  [PtCl 2 (NH 3 ) 4 ]Br 2  and  [PtBr 2(  NH 3 ) 4]  Cl 2  (2009) 
16.  Which of the following compounds shows optical isomerism? 
8.  Which of  the  following  has  an  optical isomer? 
(a)  [Cu(NH3 )   4]  2 +  (b)  [ZnCl4 ]   2– 
(a)  [Co(NH 3 ) 3 Cl] +  (b)  [Co(en)(NH 3 ) 2 ]2  +  (2009)  (c)  [Cr(C2  O 4)   3 ]3 –  (d)  [Co(CN)6 ]  3 –  (2005) 
(c)  [Co(H 2O  ) 4 (en)] 3+  (d)  [Co(en) 2 (NH 3 ) 2 ] 3+ 


Click to View FlipBook Version