第一步：判断题干词语间逻辑关系。

济南、太原和西安为并列关系，且都是省会城市。

第二步：判断选项词语间逻辑关系。

A项：成都、武汉和苏州为并列关系，但苏州不是省会城市，与题干逻辑关系不一致，排除；

B项：佛山、广州和深圳为并列关系，但佛山和深圳不是省会城市，与题干逻辑关系不一致，排除；

C项：沈阳、长春和三亚为并列关系，但三亚不是省会城市，与题干逻辑关系不一致，排除；

D项：长沙、郑州和石家庄为并列关系，且都是省会城市，与题干逻辑关系一致，当选。

故正确答案为D。