A、溴易溶于有机物，所以溴和CCl₄能相互溶解，所以不能用分液漏斗分离，故A错误．
B、苯和溴苯都是有机物，所以苯和溴苯能相互溶解，所以不能用分液漏斗分离，故B错误．
C、硝基苯是有机物，水是无机物，硝基苯和水不互溶，所以能用分液漏斗分离，故C正确．
D、汽油和苯都是有机物能互溶，所以不能用分液漏斗分离，故D错误．
故选C．