共通テスト(理科) 過去問
令和8年度(2026年度)本試験
問27 (化学基礎(第2問) 問2(a))
問題文
農業に不可欠な肥料の中には、鉱物資源などを原料としてつくられているものが多くある(図1)。肥料として利用される物質に関する後の問いに答えよ。
窒素N、リンP、カリウムKの3元素は肥料の三要素とよばれる。これらの元素を含む物質を組み合わせて、肥料の成分調整が行われる。
a リン酸水素二アンモニウム(NH4)2HPO4(式量132)は、窒素とリンをともに含む肥料の原料である。(NH4)2HPO4は加熱されると、式(1)に示す反応によってアンモニアNH3を放出しながらリン酸二水素アンモニウム(NH4)H2PO4(式量115)に変化する。
(NH4)2HPO4 → (NH4)H2PO4+NH3 ・・・・・(1)
そのため、肥料の加工や乾燥の工程で、肥料に含まれる窒素やリンの含有率が変動することがある。
(NH4)2HPO4と(NH4)H2PO4からなる混合物において、(NH4)H2PO4の質量の割合が増えると、窒素NとリンPのそれぞれの含有率(質量パーセント)はどのように変わるか。最も適当なものを、次の選択肢のうちから一つ選べ。
窒素N、リンP、カリウムKの3元素は肥料の三要素とよばれる。これらの元素を含む物質を組み合わせて、肥料の成分調整が行われる。
a リン酸水素二アンモニウム(NH4)2HPO4(式量132)は、窒素とリンをともに含む肥料の原料である。(NH4)2HPO4は加熱されると、式(1)に示す反応によってアンモニアNH3を放出しながらリン酸二水素アンモニウム(NH4)H2PO4(式量115)に変化する。
(NH4)2HPO4 → (NH4)H2PO4+NH3 ・・・・・(1)
そのため、肥料の加工や乾燥の工程で、肥料に含まれる窒素やリンの含有率が変動することがある。
(NH4)2HPO4と(NH4)H2PO4からなる混合物において、(NH4)H2PO4の質量の割合が増えると、窒素NとリンPのそれぞれの含有率(質量パーセント)はどのように変わるか。最も適当なものを、次の選択肢のうちから一つ選べ。
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問題
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共通テスト(理科)試験 令和8年度(2026年度)本試験 問27(化学基礎(第2問) 問2(a)) (訂正依頼・報告はこちら)
農業に不可欠な肥料の中には、鉱物資源などを原料としてつくられているものが多くある(図1)。肥料として利用される物質に関する後の問いに答えよ。
窒素N、リンP、カリウムKの3元素は肥料の三要素とよばれる。これらの元素を含む物質を組み合わせて、肥料の成分調整が行われる。
a リン酸水素二アンモニウム(NH4)2HPO4(式量132)は、窒素とリンをともに含む肥料の原料である。(NH4)2HPO4は加熱されると、式(1)に示す反応によってアンモニアNH3を放出しながらリン酸二水素アンモニウム(NH4)H2PO4(式量115)に変化する。
(NH4)2HPO4 → (NH4)H2PO4+NH3 ・・・・・(1)
そのため、肥料の加工や乾燥の工程で、肥料に含まれる窒素やリンの含有率が変動することがある。
(NH4)2HPO4と(NH4)H2PO4からなる混合物において、(NH4)H2PO4の質量の割合が増えると、窒素NとリンPのそれぞれの含有率(質量パーセント)はどのように変わるか。最も適当なものを、次の選択肢のうちから一つ選べ。
窒素N、リンP、カリウムKの3元素は肥料の三要素とよばれる。これらの元素を含む物質を組み合わせて、肥料の成分調整が行われる。
a リン酸水素二アンモニウム(NH4)2HPO4(式量132)は、窒素とリンをともに含む肥料の原料である。(NH4)2HPO4は加熱されると、式(1)に示す反応によってアンモニアNH3を放出しながらリン酸二水素アンモニウム(NH4)H2PO4(式量115)に変化する。
(NH4)2HPO4 → (NH4)H2PO4+NH3 ・・・・・(1)
そのため、肥料の加工や乾燥の工程で、肥料に含まれる窒素やリンの含有率が変動することがある。
(NH4)2HPO4と(NH4)H2PO4からなる混合物において、(NH4)H2PO4の質量の割合が増えると、窒素NとリンPのそれぞれの含有率(質量パーセント)はどのように変わるか。最も適当なものを、次の選択肢のうちから一つ選べ。
- Nの含有率:変化なし Pの含有率:変化なし
- Nの含有率:変化なし Pの含有率:増加
- Nの含有率:変化なし Pの含有率:減少
- Nの含有率:増加 Pの含有率:変化なし
- Nの含有率:増加 Pの含有率:増加
- Nの含有率:増加 Pの含有率:減少
- Nの含有率:減少 Pの含有率:変化なし
- Nの含有率:減少 Pの含有率:増加
- Nの含有率:減少 Pの含有率:減少
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この過去問の解説 (2件)
01
正解は、「Nの含有率:減少、Pの含有率:増加」です。
(NH₄)₂HPO₄と(NH₄)H₂PO₄について、それぞれに含まれる窒素NとリンPの質量の割合を比べます。
Nの原子量を14、Pの原子量を31とすると、(NH₄)₂HPO₄にはNが2個、Pが1個含まれるため、
Nの含有率=28/132×100≒21%
Pの含有率=31/132×100≒23%
です。
一方、(NH₄)H₂PO₄にはNが1個、Pが1個含まれるため、
Nの含有率=14/115×100≒12%
Pの含有率=31/115×100≒27%
です。
したがって、混合物の中で(NH₄)H₂PO₄の割合が増えると、Nの含有率は減少し、Pの含有率は増加します。
(NH₄)₂HPO₄が加熱されると、
(NH₄)₂HPO₄ → (NH₄)H₂PO₄+NH₃
の反応が起こります。
このときNH₃が外へ出ていくため、もとの物質に比べて窒素Nの割合は小さくなります。
一方、Pは反応前後で1個のままですが、NH₃が抜けて全体の質量が小さくなるため、リンPの質量の割合は大きくなります。
実際に含有率を比べても、
(NH₄)₂HPO₄:N約21%、P約23%
(NH₄)H₂PO₄:N約12%、P約27%
となります。
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02
(NH4)2HPO4と(NH4)H2PO4を適当な割合で計算してみると早いです。
①(NH4)2HPO4:(NH4)H2PO4=50g:50gの場合
(NH4)2HPO4:50132=0.378...≒0.38mol
(NH4)H2PO4:50115=0.435...≒0.44mol
Nは(NH4)2HPO4には1分子に2個、(NH4)H2PO4には1分子に1個含まれているので、
2×0.38+0.44=1.2mol
Pは(NH4)2HPO4には1分子に1個、(NH4)H2PO4には1分子に1個含まれているので、
0.38+0.44=0.82mol
②(NH4)2HPO4:(NH4)H2PO4=10g:90gの場合
(NH4)2HPO4:10132=0.0758...≒0.076mol
(NH4)H2PO4:90115=0.783...≒0.78mol
同様に、Nは2×0.076+0.78=0.932mol
Pは0.076+0.78=0.856mol
今回の場合、(NH4)H2PO4の割合が増えると、
Nは1.2mol→0.932mol(減少)
Pは0.82mol→0.856mol(増加)となります。
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