A、硫酸镁易溶于水，所以硫酸锂是易溶于水的，故A错误；B、金属镁可以和水反应置换出氢气，所以Li能从水中置换出H2，故B错误；C、氢氧化镁是难溶于水，受热易分解的强碱，所以LiOH应该是溶于水，但是受热分解的强碱，故C错误；D、碳酸镁受热分解生成氧化镁和二氧化碳，所以推知碳酸锂受热分解，生成Li2O和CO2，故D正确．故选D．
