化学与生活、生产息息相关，请运用化学知识回答以下问题：
（1）长期使用硬水会给生活和生产带来许多麻烦，人们常采用______________来区分硬水和软水。
（2）煤是社会生产、生活中最重要的能源，工业上常把煤进行气化和液化处理，使煤变成清洁能源。煤气化和液化流程示意图如图所示：

第①步操作发生的是________变化(填“物理”或“化学”)，第②步是精炼煤与水蒸气的反应，化学方程式为___________________。
（3）清华大学化学工程学院研究人员成功研制出一种纳米纤维催化剂，可将二氧化碳转化成液体燃料甲醇，其微观示意图如下，则方框中相应的微粒图示对应的化学式是_____________。