这道初中化学题的正确答案为：

D

解题思路
根据主要物质和杂质的性质的不同来分析。
A、杂质HCl能与NaOH溶液反应生成氯化钠和水，而主要物质氧气不与NaOH溶液反应，而再通过浓硫酸能除去经过NaOH溶液时带入的水分，能除去杂质且没有引入新的杂质，正确；
B、杂质Ca(OH)₂溶液能与适量的Na₂CO₃溶液反应，生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠溶液，而主要物质NaOH溶液不与Na₂CO₃溶液反应，故能通过过滤除去杂质且没有引入新的杂质，正确；
C、杂质CO气体能与灼热的CuO反应，生成铜和CO₂气体，而主要物质 CO₂气体不能与灼热的CuO反应，故能通过灼热的CuO除去杂质且没有引入新的杂质，正确；
D、杂质CaCO₃固体和主要物质CaO固体都能与稀盐酸反应，不但能把杂质除去，也会把主要物质除去，错误。故选D
点评：一般的除杂质题必须同时满足两个条件：①加入的试剂只能与杂质反应，不能与原物质反应，②反应时不能加入新的杂质，这是正确解题的关键。