Bariummetatitanaattia ja sulaa bariumkarbonaattia (lisää bariumkloridi tai natriumkarbonaatti apuliuoksena):
TiO2+BaCO3=BaTiO3+CO2↑
Liukenematon veteen tai laimennettu rikkihappo, mutta liukenee kuumaan väkevään rikkihappoon tai sulaan kaliumvetysulfaattiin:
TiO2+H2SO4=TiOSO4+H2O
Vaikka liuos, joka saadaan liuottamalla titaanidioksidia kuumaan väkevään rikkihappoon, on hapan, se voidaan myös hydrolysoida kuumennettaessa ja keitettäessä hydratoidun titaanidioksidin (β-tyyppinen titaanihappo) saamiseksi, joka on liukenematon happoihin ja emäksiin. Jos alkali lisätään vasta valmistettuun titaanihydrokloorihappoliuokseen, saadaan tuoretta hydratoitua titaanidioksidia (α-tyyppistä titaanihappoa), joka on reaktiivisempi kuin β-tyyppinen titaanihappo ja joka voidaan liuottaa laimennettuun happoon ja väkevään alkaliin. Kun hydratoitu titanaatti on liuennut väkevään natriumhydroksidiliuokseen, sen kemiallinen kaava on Na2TiO3· H2O voidaan saostaa liuoksesta.
Titaanidioksidi ja hiilijauhe painetaan massaksi ja koksitetaan 1070-1170K:ksi kaasumaisen titaanitetrakloridin tuottamiseksi.
TiO2+2Cl2+2C=TiCl4↑+2CO↑
Tämä reaktio on erittäin tärkeä titaanin uuttamisen kannalta. Magnesium tai natrium voi helposti vähentää titaanitetrakloridia.
Titaanidioksidin reaktiota COCl2:n (fosgeeni), SOCl2:n (tionyylikloridi), CHCl3:n (trikloorimetaani), CCl4:n (hiilitetrakloridi) ja muiden kloorausreagenssien kanssa voidaan käyttää myös titaanitetrakloridin valmistamiseen:
TiO2+CCl4=TiCl4↑+2CO2↑(Reaktio on valmis 770K: ssa)
