Παραγωγή μετετινικού βαρίου με λιωμένο ανθρακικό βαρίου (προσθέστε χλωριούχο βάριο ή ανθρακικό νάτριο ως βοηθητικό διαλύτη):
TiO2+BaCO3=BaTiO3+CO2↑
Αδιάλυτο στο νερό ή αραιωμένο θειικό οξύ, αλλά διαλυτό σε θερμό συμπυκνωμένο θειικό οξύ ή λιωμένο θειικό υδρογόνο καλίου:
TiO2+H2SO4=TiOSO4+H2O
Αν και το διάλυμα που λαμβάνεται με τη διάλυση του διοξειδίου του τιτανίου σε θερμό συμπυκνωμένο θειικό οξύ είναι όξινο, μπορεί επίσης να υδρολύεται όταν θερμαίνεται και βράζεται για να ληφθεί ενυδατωμένο διοξείδιο του τιτανίου (β τύπου τιτανικού οξέος) το οποίο είναι αδιάλυτο σε οξέα και αλκάλια. Εάν προστίθεται αλκάλιο στο πρόσφατα παρασκευασμένο διάλυμα υδροχλωρικού οξέος τιτανίου, λαμβάνεται φρέσκο ενυδατωμένο διοξείδιο του τιτανίου (τιτανικό οξύ τύπου α), το οποίο είναι πιο αντιδραστικό από το τιτάνιο οξύ τύπου β και μπορεί να διαλυθεί σε αραιωμένο οξύ και συμπυκνωμένο αλκάλιο. Μετά τη διάλυσή του σε συμπυκνωμένο διάλυμα υδροξειδίου του νατρίου, το ενυδατωμένο τιτανικό με χημικό τύπο Na2TiO3· H2O μπορεί να κατακρημνιστεί από το διάλυμα.
Το διοξείδιο του τιτανίου και η σκόνη άνθρακα πιέζονται σε μάζα και οπτάνθρακα, θερμαίνεται σε 1070-1170K, για την παραγωγή αερίου τετραχλωράν τιτανίου.
TiO2+2Cl2+2C=TiCl4↑+2CO↑
Αυτή η αντίδραση είναι πολύ σημαντική για την εξαγωγή του τιτανίου. Το μαγνήσιο ή το νάτριο μπορεί εύκολα να μειώσει το τετραχλωράν τιτανίου.
Η αντίδραση του διοξειδίου του τιτανίου με COCl2 (phosgene), SOCl2 (χλωριούχο θειονυλωλίου), CHCl3 (τριχλωρομεθάνιο), CCl4 (τετραχλωράνθρακα) και άλλα αντιδραστήρια χλωρίωσης μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για την παρασκευή τετραχλωράν τιτανίου:
TiO2+CCl4=TiCl4↑+2CO2↑(Η αντίδραση ολοκληρώνεται σε 770K)
