由Fe和Fe₂O₃的混合物中氧的质量分数为15%，
又氧化铁中氧的质量分数为

16×3

56×2+16×3

×100%=30%，
则混合物中氧化铁的质量分数为

15%

30%

×100%=50%，
则单质铁的质量分数为1-50%=50%，
故选D．