这道初中化学题的正确答案为：

D

解题思路
A、因为化学反应前后元素的种类不变，在甲烷火焰上方罩一个干而冷的烧杯，通过产生水的现象能证明甲烷中含有氢元素，故可达到预期目的；
B、铜和氧气在加热的条件下生成氧化铜，将足量的铜丝放在充满空气的密闭容器中加热，可以除去其中的O₂，能达到预期目的；
C、纯水的导电性很弱，电解水时加入氢氧化钠可增强导电性，能达到预期目的；
D、盐酸加热蒸发水时随着水分的蒸发会挥发出氯化氢气体，所以溶质质量分数会小于20%，不能达到预期目的．
故选D．
点评：本题是对相关实验操作的考查，解题的关键是对相关物质的性质有一个清晰的认识，利用物质的性质做出正确的判断．