加热氯酸钾和二氧化锰混合物制取氧气的反应中，二氧化锰作催化剂．

A、催化剂能够改变化学反应速率，而在化学反应前后其质量和化学性质保持不变，则二氧化锰在化学反应前后质量不变，故选项错误．

B、催化剂能够改变化学反应速率，而在化学反应前后其质量和化学性质保持不变，则二氧化锰在化学反应前后化学性质不变，故选项错误．

C、催化剂能够改变化学反应速率，而在化学反应前后其质量和化学性质保持不变，则二氧化锰在化学反应前后组成不变，故选项错误．

D、根据质量守恒定律，氯酸钾和二氧化锰混合物加热制氧气反应后剩余混合物的质量要比反应前固体混合物的质量小；由于二氧化锰的质量不变，则二氧化锰在固体混合物中的质量分数增大，故选项正确．

故选D．