A、Fe₂O₃→FeSO₄不能一步实现，只能和稀硫酸一步生成硫酸铁．
B、H₂CO₃→CO不能一步实现，只能一步分解生成CO₂．
C、NaCl→CaCl₂不能一步实现，因为根据复分解条件可知，要生成CaCl₂，必须是和钙离子的盐或碱反应，但钠离子的盐或碱都是可溶于水的，所以不能发生复分解反应；
D、反应流程为：CO₂+NaOH→Na₂CO₃；Na₂CO₃+CaCl2→CaCO₃；CaCO₃→分解生成CO₂，所以正确．
故选D