答案：D

题目分析：根据O₂、CO、CO₂三种气体的性质分析。

A、三种气体中，只有CO₂能使澄清石灰水变浑浊，故将气体分别通入澄清石灰水，只能鉴别出CO₂，不能将O₂和CO鉴别开来，不可行；

B、三种气体中，只有CO₂能使石蕊试液变红，将气体分别通入石蕊试液，只能鉴别出CO₂，不能将O₂和CO鉴别开来，不可行；

C、用实验测定三种气体在水中溶解性，能够鉴别三种物质，但是比较麻烦，不够简便，不可行；

D、将燃烧的木条分别伸入三瓶气体中，木条燃烧更剧烈的是O₂，木条火焰熄灭的是CO₂，气体能燃烧的是CO，简便易行。故选D

点评：解答此类题，就要学会利用所要鉴别物质的性质差别，设计实验，实验中要能出现明显的现象差异，才能达到鉴别物质的目的。