A．碘水与三种离子均不反应，不能鉴别，故A错误；
B．加入溴水和CCl4溶液，能生成I2，只能鉴别I-，故B错误；
C．加入淀粉和KI淀粉溶液，均不反应，则Cl-、I-、Br-不能鉴别，故C错误；
D．加入硝酸银溶液，分别生成AgCl、AgBr、AgI，沉淀颜色不同，可鉴别，故D正确．故选D．