A、牛奶中含有水分、蛋白质等物质，属于混合物，故A错；

B、奶油蛋糕中含有蛋白质、油脂等物质，属于混合物，故B错；

C、蒸馏水是由水一种物质组成，属于纯净物，故C正确；

D、铁矿石中含有铁的化合物和其它杂质，属于混合物，故D错．

故选C．