答案：D

题目分析：A、稀溶液不一定是不饱和溶液，如饱和的石灰水溶液就是稀溶液，故选项说法错误．

B、饱和溶液是指在一定的温度下，在一定的溶剂里，不能溶解该溶质的溶液，但还可以溶解其它的溶质，故选项说法错误．

C、溶质的溶解度不一定都随着温度的升高而增大，如氢氧化钙、气体的溶解度随着温度的升高而减小，故选项说法错误．

D、物质溶解时伴随着放热、吸热现象，溶质在溶解过程中，有的放出热量（如NaOH、浓H₂SO₄），有的吸收热量（如NH₄NO₃），故选项说法正确．

故选D．

点评：本题难度不大，掌握饱和溶液与溶液浓稀的关系、饱和溶液的特征、溶质的溶解度受温度影响的变化趋势、物质溶解时放热与吸热现象是正确解答本题的关键．