A、通过比较火柴的不同部位的火烧的程度，可知酒精灯的外焰的温度最高，故A正确；

B、收集氢气在试管中，用拇指堵住试管口，管口向下移近酒精灯火焰，松开拇指点火，如果听到尖锐的爆鸣声，表明氢气不纯，需要再收集，再检验，直到听到轻微的响声，才表明氢气已经纯净，图中操作正确，故B正确；

C、验证CO₂的密度，图中操作正确，故C正确；

D、探究空气的组成，选用的药品和装置错误；故D错误．

故选D．