A、胶体的微粒直径在1nm～100nm之间，不能透过半透膜，可用渗析的方法分离，故A正确；

B、碳酸氢钠加热时易分解，生成碳酸钠和水，所以可用加热的方法提纯含有少量碳酸氢钠的碳酸钠，加热时水挥发，没有引入其它杂质，故B正确；

C、硫酸钡和碳酸钡都难溶于水，不能用溶解、过滤的方法分离，应加入盐酸，充分反应后过滤、洗涤，故C错误；

D、蛋白质在轻金属盐溶液中的溶解度变小，可用盐析的方法分离，故D正确．

故选C．