A、空气中有多种物质，氧气和氮气是单质，二氧化碳和水是氧化物，则空气为混合物，故A错误；

B、氧气和臭氧都只有一种元素组成的纯净物，属于单质，故B错误；

C、稀有气体都是单原子构成的，稀有气体中的每种气体都是单质，故C错误；

D、冰和水是一种物质，是由H和O两种元素组成的纯净物，属于氧化物，故D正确．

故选D．