A、NaOH溶液与盐酸反应生成氯化钠和水，能反应但无明显现象，而与CaCl₂、NaCl均不能反应而无明显现象，不能出现三种明显不同的现象，故不能鉴别．

B、稀H₂SO₄与HCl、CaCl₂、NaCl这三种无色溶液均不反应，不能出现三种明显不同的现象，故不能鉴别．

C、蒸馏水遇HCl、CaCl₂、NaCl这三种无色溶液均无明显现象，不能出现三种明显不同的现象，故不能鉴别．

D、Na₂CO₃与盐酸反应产生二氧化碳气体，与CaCl₂反应产生碳酸钙白色沉淀，与NaCl溶液不反应；分别滴加Na₂CO₃溶液，产生气泡的是盐酸，产生白色沉淀的是CaCl₂，无明显变化的是NaCl；能出现三种明显不同的现象，故可以鉴别．

故选D．