D
分析：根据合并同类项的法则，对各选项分析判断后利用排除法求解．
解答：A、3x2-x2=2x2，故本选项错误；
B、x3与2x5不是同类项，不能合并，故本选项错误；
C、-5x-2x=-7x，故本选项错误；
D、-2xy2+xy2=-xy2，故本选项正确．
故选D．
点评：本题考查了合并同类项的法则：把同类项的系数相加，所得结果作为系数，字母和字母的指数不变．合并同类项时要注意以下三点：
①要掌握同类项的概念，会辨别同类项，并准确地掌握判断同类项的两条标准：含有相同字母；相同字母的指数相同；
②明确合并同类项的含义是把多项式中的同类项合并成一项，经过合并同类项，式的项数会减少，达到化简多项式的目的；
③“合并”是指同类项的系数相加，并把得到的结果作为新的系数，要保持同类项的字母和字母的指数不变．
