A、除去乙烷中少量的乙烯，可以让混合气体通过溴水，如果与适量的氢气混合加热，会混入氢气杂质，故A错误；
B、苯酚中加入浓溴水振荡生成三溴苯酚沉淀，而苯和三溴苯酚沉淀互溶，故B错误；
C、硝基苯和氢氧化钠不反应，而硝酸能和氢氧化钠反应生成硝酸钠和水，与硝基苯互不相溶，故C正确；
D、海带中提取溴的原理：将干海带灼烧后冷却溶于水，过滤，再通氯气，然后往滤液加入CCl₄，振荡静置分液，氧化剂氯气将溴离子氧化为溴单质，故D错误．
故选C．