A、O₃是单质不是化合物，故A错误；
B、H₂O中氢、氧元素之间以共价键结合，H₂O是共价化合物，故B错误；
C、K₂SO₄属于盐，钠离子和硫酸根离子之间以离子键相结合，属于离子化合物，故C正确；
D、C₂H₅OH分子中以共价键结合，属于共价化合物，故D错误；
故选C．