答案：D

题目分析：可以根据物质的元素组成判断物质的所属类别，根据反应物和生成物可以判断物质的反应类型，复分解反应是指两种化合物相互交换成分生成两种新的化合物的反应，置换反应是指由一种单质与一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应。A、由图中可知，氯气是由氯元素组成的纯净物，属于单质；B、由图中可知，反应物是一种单质和一种化合物，生成物是两种化合物，不属于复分解反应；C、由图中可知，反应物是一种单质和一种化合物，生成物是两种化合物，不属于置换反应；D、反应前后的元素种类都是氢元素、氧元素、氯元素，元素种类不变，故选D。