A、雨水中含有水、杂质等多种物质，属于混合物，故A错误；

B、空气中含有氧气、氮气、二氧化碳等气体组成，属于混合物，故B错误；

C、自来水中含有多种物质，属于混合物，故C错误；

D、氧气指的是氧气这一种物质，属于纯净物，故D正确．

故选D．