A、灼烧羊毛和合成纤维时,有烧焦的羽毛味的是羊毛,产生刺激性气味的为合成纤维,因此,用灼烧的方法可以鉴别羊毛和合成纤维.故不符合题意; B、盐酸和碳酸钠反应生成气体,故用盐酸鉴别氢氧化钠是否变质.故不符合题意; C、氧气与石灰水不反应,而二氧化碳与石灰水反应,生成白色沉淀,现象明显,可以鉴别.故不符合题意; D、因为氧化铜和四氧化三铁都为黑色,用观察颜色的方法无法鉴别.故D符合题意; 故选D.