答案：D

题目分析：根据所要鉴别的物质的性质分析、判断。

A、肥皂水呈碱性，食醋呈酸性，故用pH试纸能区分肥皂水和食醋，正确；

B、羊毛的主要成分是蛋白质，蛋白质燃烧有烧焦羽毛的气味；而棉花的主要成分是植物纤维素，燃烧有烧纸的气味，所以可用灼烧的方法能区别棉花和羊毛，正确；

C、二氧化碳能使澄清石灰水（Ca(OH)₂溶液）变浑浊，而一氧化碳不能，故可以用澄清的石灰水来区分CO₂和CO，正确；

D、稀有气体和N₂都不支持一般可燃物的燃烧，故将燃着的木条分别插入两个集气瓶中，木条都会熄灭，无法区分，错误。故选D

点评：区分或鉴别物质时，所选取的试剂或方法应能与待区分的物质发生变化而出现明显不同的实验现象，这样才可以区分。