D
解：A、水是化合物，含有氧元素，氧元素以化合物形式存在，所以氧元素存在在化合物中，故A错；
B、二氧化碳是化合物，含有氧元素，氧元素以化合物形式存在，所以氧元素存在在化合物中，故B错；
C、氧气是纯净物且只有一种元素组成，氧元素以单质形式存在，故C错；
D、空气中含有氧气、氮气、二氧化碳、水蒸气等多种物质；氧气是纯净物且只有一种元素组成，氧元素以单质形式存在，二氧化碳、水蒸气都是化合物，都含有氧元素，氧元素以化合物形式存在，故空气中氧元素即以单质形式存在也以化合物形式存在，故D正确．
故选：D．
