解题思路：根据原物质和杂质的性质选择适当的除杂剂和分离方法，所谓除杂（提纯），是指除去杂质，同时被提纯物质不得改变．除杂质题至少要满足两个条件：①加入的试剂只能与杂质反应，不能与原物质反应；②反应后不能引入新的杂质．
A、CO2和HCl气体均能与NaOH溶液反应，不但能把杂质除去，也会把原物质除去，不符合除杂原则，故选项所采取的方法错误．
B、首先将固体混合物溶于水中，KOH能与CuSO4溶液反应生成氢氧化铜沉淀和硫酸钾，能除去杂质但引入了新的杂质硫酸钾，不符合除杂原则，故选项所采取的方法错误．
C、CaCO3、BaCO3均能与稀盐酸反应，不但能把杂质除去，也会把原物质除去，不符合除杂原则，故选项所采取的方法错误．
D、首先将固体混合物溶于水中，MgCl2能与过量NaOH溶液反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钠，再过滤；向滤液中加过量盐酸，再蒸发结晶，能除去杂质且没有引入新的杂质，符合除杂原则，故选项所采取的方法正确．
故选：D．
点评：
本题考点： 物质除杂或净化的探究；常见气体的检验与除杂方法；碱的化学性质；盐的化学性质．
考点点评： 物质的分离与除杂是中考的重点，也是难点，解决除杂问题时，抓住除杂质的必需条件（加入的试剂只与杂质反应，反应后不能引入新的杂质）是正确解题的关键．