溶质的质量分数=×100%以及稀释过程中溶质不变求解即可.
【解析】
A、溶剂的质量增加一倍,溶质质量不变,溶质的质量分数=×100%=5.3%,所以浓度由10%不能变为浓度变为5%,故A错误;
B、溶质的质量增加一倍,溶质的质量分数=×100%=18.2%,所以浓度由10%不能变为浓度变为5%,故B错误;
C、溶质的质量减少一半,溶液的质量也减少,溶质的质量分数=×100%=5.3%,所以浓度由10%不能变为浓度变为5%,故C错误;
D、加入100g水,溶质质量不变,溶液质量增加一倍,溶质的质量分数=×100%=5%,所以浓度由10%变为浓度变为5%,故D正确.
故选:D.