A、用四氯化碳萃取溴水中的溴，原理是溴在四氯化碳中的溶解度大于在水中的溶解度，是物理变化，故A错误；B、用蒸馏的方法制取蒸馏水，原理是水先进行气化然后液化，属于物理变化，故B错误；C、用过滤的方法除食盐水中的泥沙，原理是泥沙不溶于水，属于物理变化，故C错误；D、用加热的方法除碳酸钠中碳酸氢钠，有新物质生成，是化学变化，故D正确；故选：D．
