答案：D

A、由于盐酸与铁粉和氧化铜都反应，所以最后得不到铁粉，把需要的物质和杂质都反应掉了，故A错误；

B、加入硫酸后，硫酸与碳酸钠反应生成了硫酸钠、水和二氧化碳，又引入了硫酸钠杂质，故B错误；

C、通过灼热的木炭层后氧气虽然被除去了，但生成了二氧化碳，又引入了新的杂质，故C错误；

D、加入碳酸钠后，碳酸钠与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠，过滤后碳酸钙被除去，得到氢氧化钠溶液，故D正确．

故选D．