答案：C

A、蒸馏水是由一种物质组成的，属于纯净物；氮气是由氮元素组成的纯净物，属于单质．错误；

B、大理石的主要成分是碳酸钙，还含有一些其它物质，属于混合物；空气中含有氮气、氧气等物质，属于混合物．错误；

C、河水的主要成分是水，还含有泥沙、溶于水的物质，属于混合物；氧气是由氧元素组成的纯净物，属于单质．正确；

D、二氧化碳是由一种物质组成的，属于纯净物；氢气是由氢元素组成的纯净物，属于单质．错误．

故选C．