根据混合物、氧化物、非金属单质的概念考虑:由多种物质组成的属于混合物,氧化物由两种元素组成,一种是氧元素的化合物,非金属单质是汉字中不含钅字旁(汞和金除外)
【解析】
A、空气中含有氮气、氧气、二氧化碳等物质属于混合物,氧气属于非金属单质,铁属于金属单质,故A错;
B、冰水混合物由氢和氧两种元素组成属于氧化物、二氧化碳由碳和氧两种元素组成属于氧化物、氮气属于非金属单质,故B错;
C、红磷属于非金属单质、高锰酸钾属于化合物、海水属于混合物,故C错;
D、空气中含有氮气、氧气、二氧化碳等物质属于混合物、干冰由碳和氧两种元素组成属于氧化物、石墨由碳元素组成的单质属于非金属单质,故D正确.
故选D.