A、氯化钠、硝酸钾均易溶于水，不能选用溶解、过滤的方法分离，故该实验方案设计不可行．

B、氯酸钾在二氧化锰的催化作用下生成氯化钾和氧气，二氧化锰作催化剂，反应前后质量不变，能除去杂质但引入了新的杂质二氧化锰，不符合除杂原则，故该实验方案设计不可行．

C、氧化铜能与硫酸反应生成硫酸铜和水，恰好反应后，加入适量氢氧化钡溶液，氢氧化钡溶液与硫酸铜溶液反应生成氢氧化铜沉淀和硫酸钡沉淀，由于生成的沉淀有两种，故该实验方案设计不可行．

D、向某无色溶液中加入足量稀盐酸无现象，排除了银离子的干扰；再加入氯化钡溶液，产生白色沉淀，证明溶液中一定有SO42-，该实验方案设计可行．

故选：D．