與熔融的碳酸鋇生成偏鈦酸鋇（加入氯化鋇或碳酸鈉做助溶劑）：TiO2+BaCO3=BaTiO3+CO2↑不溶於水或者稀硫酸，但是可以溶於熱濃硫酸或熔融的硫酸氫鉀：TiO2+H2SO4=TiOSO4+H2O二氧化鈦溶於熱濃硫酸所得溶液雖然是酸性的，但加熱煮沸也能發生水解，得到不溶於酸、鹼的水合二氧化鈦（β型鈦酸）。若加鹼於新制備的鈦鹽酸性溶液，得到新鮮的水合二氧化鈦（α型鈦酸），其反應活性大於β型鈦酸，可以溶於稀酸及濃鹼。溶於濃氫氧化鈉溶液後，從溶液中可以析出化學式為Na2TiO3·H2O的水合鈦酸鹽。二氧化鈦與炭粉壓制成團並經過焦化，加熱到1070-1170K，可以製取氣態的四氯化鈦。TiO2+2Cl2+2C=TiCl4↑+2CO↑這一反應對於提煉鈦很重要，鎂或鈉可以簡便的還原四氯化鈦。二氧化鈦與COCl2（光氣）、SOCl2（二氯亞碸）、CHCl3（三氯甲烷）、CCl4（四氯化碳）等氯化試劑的反應也可以用於製取四氯化鈦TiO2+CCl4=TiCl4↑+2CO2↑（該反應770K下完成）