解题思路：单质是由一种元素组成的纯净物；氧化物是由两种元素组成，一种元素是氧元素的化合物，混合物是由不同物质组成的物质．
A、石墨属于单质、氯酸钾由三种元素组成，属于化合物、石油属于混合物，故A错；
B、蒸馏水属于属于氧化物、氧化镁属于氧化物、铁锈属于混合物，故B错；
C、稀有气体属于混合物、过氧化氢属于氧化物、冰水混合物属于氧化物，故C错；
D、液态氧属于单质、干冰属于氧化物、空气属于混合物，故D正确．
故选D．
点评：
本题考点： 单质和化合物的判别；从组成上识别氧化物；纯净物和混合物的判别．
考点点评： 应抓住概念的要点来判断物质的类别，了解常见物质的组成．