A、NaCl（泥沙），氯化钠溶于水，泥沙不溶于水，可采用溶解、过滤、蒸发的方法，此项方法正确．

B、FeCl₂（CuCl₂），加入适量铁粉可以把氯化铜转化为氯化亚铁，置换出的铜是固体，便于和溶液分离，方法正确．

C、CaCl₂溶液（盐酸），加入过量CaCO₃，碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，多余的碳酸钙不溶于水，能够从溶液中分离出来，方法正确．

D、CO₂（CO），用点燃的方法不能除去一氧化碳，因为一氧化碳在二氧化碳中不能燃烧，故方法错误．

故选D．