Hasilkan barium metatitanate dengan barium karbonat cair (tambahkan barium klorida atau natrium karbonat sebagai pelarut tambahan):
TiO2+BaCO3 = BaTiO3+CO2 ↑
Tidak larut dalam air atau asam sulfat encer, tetapi larut dalam asam sulfat pekat panas atau kalium hidrogen sulfat cair:
TiO2+H2SO4 = TiOSO4+H2O
Meskipun larutan yang diperoleh dengan melarutkan titanium dioksida dalam asam sulfat pekat panas bersifat asam, ia juga dapat dihidrolisis ketika dipanaskan dan direbus untuk mendapatkan titanium dioksida terhidrasi (asam titanat tipe β) yang tidak larut dalam asam dan basa. Jika alkali ditambahkan ke larutan titanium asam klorida yang baru disiapkan, titanium dioksida terhidrasi segar (asam titanat tipe-α) diperoleh, yang lebih reaktif daripada asam titanat tipe-β dan dapat dilarutkan dalam asam encer dan alkali pekat. Setelah dilarutkan dalam larutan natrium hidroksida pekat, titanat terhidrasi dengan rumus kimia Na2TiO3 · H2O dapat diendapkan dari larutan.
Titanium dioksida dan bubuk karbon ditekan menjadi massa dan kokas, dipanaskan hingga 1070-1170K, untuk menghasilkan gas titanium tetraklorida.
TiO2+2Cl2+2C = TiCl4 ↑ +2CO ↑
Reaksi ini sangat penting untuk ekstraksi titanium. Magnesium atau natrium dapat dengan mudah mereduksi titanium tetraklorida.
Reaksi titanium dioksida dengan COCl2 (fosgen), SOCl2 (thionyl chloride), CHCl3 (triklorometana), CCl4 (karbon tetraklorida) dan reagen klorinasi lainnya juga dapat digunakan untuk membuat titanium tetraklorida:
TiO2+CCl4 = TiCl4 ↑ +2CO2 ↑ (Reaksi selesai pada 770K)
