Слово «пол-литра», второй корень которого начинается с согласной буквы «л», с пол- правильно пишется с дефисом в соответствии с правилом орфографии.
В правописании существительных иногда затруднение вызывают слова с начальным пол- (половина). В их написании имеется орфограмма №36.
Чтобы выбрать правильный вариант написание слова «пол-литра», «поллитра» или «пол литра», воспользуемся орфографическим правилом русского языка:
В соответствии с этим правилом выберем дефисное написание анализируемого существительного.
Однажды, когда головная боль только начиналась, я попробовал выпить мелкими глотками пол-литра горячей воды (Д. Радостин).
Аналогично через дефис напишем слова, корень которых начинается с буквы «л»:
- пол-ломтика;
- пол-ладони;
- пол-луга;
- пол-листочка.
Автор — Анна Беловицкая (dalwen)
Если же корень слова начинается с любой другой согласной буквы, то сложное существительное пишется слитно с корнем пол-, например:
В русском языке сложные слова, вторая часть которых начинается с гласной или прописной буквы, также пишутся с дефисом, например:
- пол-айвы;
- пол-изгороди;
- пол-огурца;
- пол-урожая;
- пол-эскимо;
- пол-яблока;
- пол-Петербурга;
- пол-Байкала.
Обратим внимание на слитное написание однокоренного разговорного слова «поллитровка». В составе слова «поллитровка» вторая часть находится в именительном падеже. От него существительное «пол-литра» отличается тем, что в его составе вторая часть сложного слова имеет форму родительного падежа:
половина (пол-) чего? литра.
Соответственно и написание рассматриваемого слова иное.
В банке осталось пол-литра яблочного сиропа.
От существительного «пол-литра» образуется однокоренное прилагательное «пол-литровый», которое согласно правилу орфографии сохраняет дефисное написание исходного слова.
В пути мне пригодится пол-литровый термос с горячим чаем.
Telegram 
Одноклассники 
VK 
На мой взгляд, нет в слове поллитровка никакой «второй части в иментельном падеже». Как и в слове поллитра (в значении «бутылка водки»), которое здесь забыли упомянуть. Здесь частица «пол» была поглощена корнем, как бы сыграла свою роль в образовании нового корня «поллитр», но при этом потеряла самостоятельность. Все правила, касающиеся частицы «пол» действовать перестали. Образовалось самостоятельное слово поллитра, женского рода, которое легко изменяется по падежам (в отличие от пол-литра) и является не мерой объема, а обозначением вышеупомянутого предмета.
В современном русском языке слова с пол- сложные по составу. Часть пол- является не частицей, а усеченным корнем слова «половина».
Посмотрим в морфемном словаре состав слов «поллитровый», «поллитровка» и «пол-литра»:
пол-литр-ов-ый — корень/корень/суффикс/окончание;
пол-литр-ов-к-а — корень/корень/окончание/суффикс/суффикс/окончание;
пол-литр-а — корень/корень/окончание.
Существительное «пол-литра» изменяется по падежам:
и. п. что? пол-литра
р. п. нет чего? полулитра
д. п. чему? полулитру
в. п. что? пол-литра
т. п. чем? полулитром
п. п. о чём? о полулитре
и т.д.
Там, где «пол» — это усеченный корень слова «половина», всегда можно вернуться к полному слову «половина» без потери смысла. Или вставить прилагательное. Там, где корни срослись и образовали новый, этот фокус не проходит. Мой вывод: правило, что «пол-литра» пишут через дефис, касается пол-литра как меры объема. А то, что составители словарей не включают в свои труды «поллитру» — это их проблема. Народ словом пользуется. Да и писатели тоже.
В ответ на комментарий автора РЯ — RusskiiYazyk.ru (в котором он утверждает, что в винительном падеже существительное, обозначающее пол-литровую бутылку водки будет таким: в. п. что? пол-литра): Автор, у вас какое-то туманное представление о падежах. Кого, что (винительный падеж): «Поставил на стол пол-литру [водки]». «Принёс с собой пол-литру [разбавленного цыганского спирта]». Именительный падеж: «У него была с собой пол-литра [самогона]».
В статье речь идет о существительном «пол-литра», которое не подменяем словом «водка».
Нет в литературном русском языке слова «пол-литру» в форме винительного падежа, а только употребляется форма с окончанием -а:
вижу, налью (что?) пол-литра сока, воды, газировки и пр.
Возьму с собой (что?) пол-литру — это просторечие.
Есть словарь-справочник «Слитно или раздельно?» Б. З. Букчиной и Л. П. Калакуцкой (Москва, «Русский язык», 2001), там дан другой ответ на поставленный здесь вопрос про поллитра. Почитайте.
Этот вопрос обсуждался на «Грамоте». Вопрос № 202630. Почитайте.
В своём ответе мы ориентируемся на орфографическое правило о написании слов с пол-, принятое в школьной программе.
Еще забыли указать следующее правило: если «пол» стоит перед именем собственным, состоящим из нескольких слов, либо перед словом, к которому оно непосредственно не относится, то писать его следует раздельно.
Например: пол Московской области, пол своего государства.
В статье рассматривается конкретный случай написания слова «пол-литра» с дефисом. Полностью правило написания слов с пол- приводится в отдельной статье, в том числе и раздельное написание.