1L 1mol/L的AlCl3溶液中氯离子的物质的量浓度为1mol/L×3=3mol/L;
A、1L 1mol/L的NaCl溶液中氯离子的物质的量浓度为1mol/L,故A错误;
B、1.5L 2mol/LNH4Cl溶液中氯离子的物质的量浓度为2mol/L,故B错误;
C、1L 1mol/L的AlCl3溶液和1mol/L的FeCl2混合溶液中氯离子的物质的量浓度为3mol/L+2mol/L=5mol/L,故C错误;
D、2L 1.5mol/L的CaCl2溶液中氯离子的物质的量浓度为3mol/L,故D错误;
故选D.