答案：C

题目分析：A、空气中含有氮气、氧气、稀有气体等物质，属于混合物．

B、海水中含有水、氯化钠、氯化镁等物质，属于混合物．

C、二氧化碳是由一种物质——二氧化碳组成的，属于纯净物．

D、石灰石的主要成分是碳酸钙，还含有一些其他物质，属于混合物．

故选：C．

点评：解答本题要分析物质是由几种物质组成的，如果只有一种物质组成就属于纯净物．