A、酚酞溶液遇酸性溶液不变色，遇碱性溶液变红色；某溶液使酚酞溶液变红，该溶液不一定是NaOH溶液，可能是其它碱的溶液或碳酸钠等盐的溶液，故选项推论错误．

B、某种气体可用向上排空气法收集，则该气体的密度比空气大，故选项推论错误．

C、某气体能使带火星的木条立即熄灭，该气体不一定是二氧化碳，也可能是氮气等不能燃烧、支持燃烧的气体，故选项推论错误．

D、由不同种元素组成的纯净物是化合物；则经测定，某纯净物含两种元素，该物质一定是化合物，故选项推论正确．

故选D．