Faits:
A. A.a R._ est au bénéfice d'une demi-rente de l'assurance-invalidité depuis le 1er juin 2003. Du 2 juillet 2007 au 3 juillet 2008, il a exercé un emploi temporaire en qualité d'ouvrier d'atelier à raison de 20 heures par semaine. Il s'est annoncé à l'assurance-chômage le 4 juillet 2008, en déclarant qu'il était apte à travailler à temps partiel (50 %).
Le 6 octobre 2008, l'assuré a été examiné par le docteur H._, médecin-conseil de l'Office cantonal de l'emploi (ci-après: l'OCE) de Genève. Dans un rapport du même jour, ce dernier a estimé que l'intéressé était définitivement incapable d'exercer son ancienne activité de maçon mais qu'il disposait d'une capacité résiduelle de travail de 50 % dans toute activité adaptée, moyennant la prise en compte d'un certain nombre de limitations fonctionnelles. A l'initiative de son conseiller en personnel et suivant en cela la proposition du docteur H._, l'assuré a effectué un stage à l'Atelier de réadaptation professionnelle de l'Hôpital X._ du 20 octobre au 17 novembre 2008 à mi-temps. Le rapport du maître socio-professionnel de l'atelier, du 12 janvier 2009, a fait état d'un rendement de 60 % dans des activités simples et sur un mi-temps. Le rendement diminuait graduellement en fin de matinée, et cela en dépit de la possibilité de changer de position. L'assuré ne pouvait plus porter, même occasionnellement, des charges supérieures à 8 kilos. L'auteur du rapport a confirmé les limitations fonctionnelles décrites par le docteur H._. Selon lui, la situation médicale de l'assuré s'était manifestement dégradée depuis l'évaluation faite en 2004 par le Centre d'intégration professionnelle (CIP), laquelle avait mis en évidence un rendement de 60 % sur un plein temps. Il a conclu que l'assuré ne pouvait plus travailler sur le marché primaire, même à 50 % mais en revanche dans un atelier protégé où l'environnement était mieux adapté à ses besoins.
Par décision du 13 février 2009, l'OCE a nié l'aptitude au placement de l'assuré, à partir du 13 janvier 2009, au motif que selon le rapport du 12 janvier 2009, il n'était plus en mesure d'intégrer le marché de l'emploi primaire en raison de problèmes physiques importants.
A.b Par décision du 12 février 2009, notifiée le 26 février 2009, l'Office de l'assurance-invalidité du canton de Genève a confirmé le droit de l'assuré à une demi-rente d'invalidité. Les deux recours formés successivement devant le Tribunal cantonal et le Tribunal fédéral ont été rejetés, respectivement le 7 janvier 2010 et le 6 octobre suivant.
A.c L'assuré a contesté la décision de l'OCE du 13 février 2009, au motif qu'elle était prématurée et a demandé son annulation jusqu'à droit connu dans la procédure d'AI en cours. Il a par ailleurs demandé le maintien de son droit aux prestations de l'assurance-chômage.
Par décision sur opposition du 17 septembre 2009, l'OCE a confirmé l'inaptitude au placement de l'assuré.
B. Par jugement du 6 mai 2010, le Tribunal cantonal des assurances de Genève (aujourd'hui: Cour de justice de la République et canton de Genève, Chambre des assurances sociales) a rejeté le recours de R._ contre la décision sur opposition du 17 septembre 2009.
C. R._ interjette un recours contre ce jugement, dont il demande l'annulation, sous suite de dépens. Il conclut préalablement à la suspension de la procédure jusqu'à droit jugé en matière d'assurance-invalidité. Il sollicite en outre le bénéfice de l'assistance judiciaire tendant à la dispense des frais de justice. L'intimé a conclu au rejet du recours, tandis que le Secrétariat d'Etat à l'économie (Seco) a renoncé à se déterminer.
D. Dans la mesure où le Tribunal fédéral a déjà rendu son jugement dans la procédure parallèle en matière d'assurance-invalidité (cf. arrêt 9C_131/2010 du 6 octobre 2010), la requête de suspension de la présente procédure est sans objet.

Considérant en droit:
1. Le recours en matière de droit public (art. 82 ss LTF) peut être formé pour violation du droit au sens des 95 et 96 LTF. Le Tribunal fédéral statue en principe sur la base des faits établis par l'autorité précédente (art. 105 al. 1 LTF), sous réserve des cas prévus à l'art. 105 al. 2 LTF.
2. Le litige porte sur le droit éventuel du recourant à une indemnité de chômage à partir du 13 janvier 2009, singulièrement sur son aptitude au placement.
3. 3.1 L'assuré n'a droit à l'indemnité de chômage que s'il est apte au placement (art. 8 al. 1 let. f LACI). Est réputé apte à être placé le chômeur qui est disposé à accepter un travail convenable et est en mesure et en droit de le faire (art. 15 al. 1 LACI). L'aptitude au placement comprend ainsi deux éléments: la capacité de travail d'une part, c'est-à-dire la faculté de fournir un travail - plus précisément d'exercer une activité lucrative salariée - sans que l'assuré en soit empêché pour des causes inhérentes à sa personne, et d'autre part la disposition à accepter un travail convenable au sens de l'art. 16 LACI, ce qui implique non seulement la volonté de prendre un tel travail s'il se présente, mais aussi une disponibilité suffisante quant au temps que l'assuré peut consacrer à un emploi et quant au nombre des employeurs potentiels (<ref-ruling> consid. 6a p. 58; <ref-ruling> consid. 3 p. 216).
3.2 S'il existe des doutes sérieux quant à la capacité de travail d'un chômeur, l'autorité cantonale peut ordonner qu'il soit examiné par un médecin-conseil, aux frais de l'assurance (art. 15 al. 3 LACI). En cas de limitation durable de la capacité de travail, l'art. 15 al. 2, première phrase, LACI prévoit par ailleurs que le handicapé physique ou mental est réputé apte à être placé lorsque, compte tenu de son infirmité et dans l'hypothèse d'une situation équilibrée sur le marché de l'emploi, un travail convenable pourrait lui être procuré sur ce marché. Le Conseil fédéral est chargé de régler la coordination avec l'assurance-invalidité (art. 15 al. 2, deuxième phrase, LACI). L'art. 15 al. 3 OACI prévoit ainsi que lorsqu'une personne n'est pas manifestement inapte au placement et qu'elle s'est annoncée à l'assurance-invalidité, elle est réputée apte au placement jusqu'à la décision de cette assurance. Dans le même sens, l'art. 70 al. 2 let. b LPGA prévoit l'obligation pour l'assurance-chômage d'avancer les prestations dont la prise en charge par l'assurance-invalidité est contestée.
4. 4.1 R._ s'est annoncé à l'assurance-chômage le 4 juillet 2008. A cette date, il était dans l'attente d'une décision de l'assurance-invalidité (AI) qui devait se prononcer sur une demande de révision de sa demi-rente. L'office AI a rendu sa décision le 12 février 2009, confirmant le droit du recourant à une demi-rente d'invalidité. Jusqu'au moment où la décision de l'office AI est tombée, l'aptitude au placement du recourant était régie par l'art. 15 al. 3 OACI et devait être appréciée avec une certaine souplesse (Boris Rubin, Assurance-chômage, 2ème éd., 2006, p. 247). Après que l'office AI s'est prononcé, il ne suffisait plus, pour admettre l'aptitude au placement du recourant, que l'inaptitude manifeste au sens de l'art. 15 al. 3 OACI puisse être niée mais il convenait d'examiner si l'intéressé pouvait prétendre une indemnité de chômage en tant que chômeur handicapé dont l'aptitude au placement est réglée à l'art. 15 al. 2 LACI. Cette disposition pose des exigences réduites en ce qui concerne l'un des éléments de l'aptitude au placement, à savoir la capacité de travail (Thomas Nussbaumer, Arbeitslosenversicherung, in: Schweizerisches Bundesverwaltungsrecht [SBVR], 2ème éd., p. 2264 n° 279; Boris Rubin, op. cit., p. 246). En revanche, le chômeur handicapé doit avoir la volonté d'accepter un travail convenable (arrêt C 272/02 du 17 juin 2003 consid. 2.3, in DTA 2004 no 13 p. 124), ainsi qu'une disponibilité suffisante correspondant au moins à 20 % d'un horaire de travail complet (cf. art. 5 OACI; arrêt 8C_187/2010 du 3 décembre 2010 consid. 3.1).
4.2 En l'occurrence, il ressort des investigations médicales mises en oeuvre par l'office AI lors de l'instruction de la demande initiale de rente ainsi que de celles recueillies ultérieurement lors de la demande de révision de la rente AI que le recourant était encore en mesure de faire valoir une capacité objective de travail de 50 % au moins dans une activité adaptée à ses limitations fonctionnelles (cf. rapports du COPAI du 28 janvier 2004 et du docteur H._ du 6 octobre 2008). Au vu des exigences réduites posées par l'art. 15 al. 2 LACI en ce qui concerne la capacité de travail, l'aptitude objective au placement du recourant semblait donnée en l'espèce. Tel n'était cependant pas l'avis des premiers juges qui se sont fondés uniquement sur les conclusions du rapport d'observation professionnelle du 12 janvier 2009. La question de savoir si le recourant disposait d'une aptitude objective au placement peut toutefois demeurer ouverte car l'aptitude subjective au placement du recourant doit de toute façon être niée en l'espèce.
5. 5.1 La juridiction cantonale a également examiné le cas sous l'angle de l'aptitude subjective au placement et a considéré qu'en limitant ses recherches d'emploi dans une zone très proche de son domicile et à des domaines d'activité dans lesquels il n'avait que peu de chances de trouver un emploi, le recourant avait démontré une faible motivation dans la recherche d'un emploi convenable. Elle a de ce fait nié son aptitude subjective au placement.
5.2 Lorsque les recherches d'emploi sont continuellement insuffisantes, l'aptitude au placement (art. 15 LACI) peut être niée (ATF <ref-ruling> consid. 3 p. 216). En vertu du principe de proportionnalité, l'insuffisance de recherches d'emploi doit cependant être sanctionnée, en premier lieu, par une suspension du droit à l'indemnité. Pour admettre une inaptitude au placement en raison de recherches insuffisantes, il faut que l'on se trouve en présence de circonstances tout à fait particulières. C'est le cas, notamment, si l'assuré, malgré une suspension antérieure de son droit à l'indemnité, persiste à n'entreprendre aucune recherche ou lorsque, nonobstant les apparences extérieures, on peut mettre en doute sa volonté réelle de trouver du travail. Il en va de même lorsque l'assuré n'entreprend aucune démarche pendant une longue période ou que ses recherches sont à ce point insuffisantes ou dépourvues de tout contenu qualitatif qu'elles sont inutilisables (DTA 2006 p. 225 consid. 4.1, C 6/05, et les références).
5.3 C'est en vain que le recourant justifie la concentration de ses recherches d'emploi dans son quartier de domicile par le fait qu'il devait limiter ses parcours à pied pour des raisons de santé. En effet, s'il ne pouvait pas exercer de longs trajets à pied, rien ne l'empêchait de prendre les transports publics pour se rendre chez des employeurs potentiels se situant au-delà du périmètre limité de son quartier d'habitation. Le recourant relève encore que dans la mesure où il avait souvent orienté ses investigations dans la restauration, il était compréhensible qu'il postule à plusieurs reprises auprès des mêmes employeurs. Cet argument n'est pas pertinent car le recourant ne pouvait de toute façon pas travailler dans la restauration. En effet, selon les constatations du docteur H._, il ne pouvait tenir la position debout qu'entre un quart d'heure et une demi-heure d'affilée. C'est dire qu'en se limitant pour l'essentiel à rechercher des postes de serveur, voire d'aide-cordonnier, lesquels sont exercés en position debout, les démarches du recourant étaient inutilisables. Le recourant fait encore valoir qu'avant d'être déclaré inapte au placement, il aurait dû faire l'objet d'une suspension du droit à l'indemnité journalière. On précisera qu'il ressort des constatations des premiers juges, qui ne sont d'ailleurs pas contestées par le recourant, que ce dernier a été rendu attentif à l'insuffisance qualitative de ses démarches par son conseiller personnel. On relève par ailleurs que c'est sa persistance à n'effectuer que des démarches en vue de retrouver un emploi en qualité de serveur qui a déterminé son conseiller personnel à l'enjoindre d'effectuer un stage d'observation professionnelle. Or, malgré ces divers avertissements, le recourant a persisté, sur une durée de plusieurs mois, à n'effectuer que des recherches dans des postes totalement inadaptés à ses limitations fonctionnelles. Il n'a au demeurant jamais répondu à aucune offre d'emploi mais s'est contenté de faire du porte à porte auprès d'employeurs déjà pourvus en personnel. Enfin, il ressort des constatations du rapport d'observation professionnelle - qui attestent du comportement de l'assuré pendant le stage et qui constituent de ce fait un indice important sur l'aspect subjectif de l'aptitude au placement - que son rendement était limité dans une large mesure par des douleurs diffuses apparaissant en cas de changements de temps. Sur la base de ces observations, l'auteur du rapport a conclu que le recourant n'était plus en mesure d'exercer une activité sur le marché libre du travail, quand bien même d'un point de vue objectif, il déclare confirmer les capacités fonctionnelles décrites par le docteur H._. Dans ces conditions, c'est à juste titre que la juridiction cantonale a nié l'aptitude au placement du recourant à partir du 13 janvier 2009. Vu ce qui précède, le jugement attaqué n'est pas critiquable et le recours se révèle mal fondé.
6. Le recourant demande à être dispensé des frais de justice dans la présente procédure.
Selon l'art. 64 al. 1 LTF, une partie a droit à l'assistance judiciaire si elle ne dispose pas de ressources suffisantes et si ses conclusions ne paraissent pas vouées à l'échec. Selon la jurisprudence, une personne ne dispose pas de ressources suffisantes si elle ne peut assumer les frais du procès sans entamer les moyens nécessaires à son entretien et à celui de sa famille (<ref-ruling> consid. 2.5.1 p. 232; <ref-ruling> consid. 3b p. 205; <ref-ruling> consid. 4a p. 164). Pour examiner si cette condition est réalisée, il y a lieu de prendre en considération la situation financière au moment de la décision sur l'assistance judiciaire (<ref-ruling> consid. 4 p. 269). Au besoin, le patrimoine du requérant doit être mis à contribution, notamment par l'obtention d'un crédit garanti par l'immeuble, avant d'exiger de l'Etat l'assistance judiciaire (cf. <ref-ruling> consid. 5a p. 13 et les références).
En l'occurrence, le recourant est propriétaire d'un immeuble d'une valeur de 36'000 euros, franc de toute dette hypothécaire. La fortune à disposition lui permettrait d'obtenir un prêt pour assumer les frais judiciaires de la présente procédure. Ces frais sont au demeurant modestes. Compte tenu de ce qui précède, le coût de la procédure n'apparaît pas de nature à mettre en péril les moyens nécessaires à l'intéressé pour subvenir à ses besoins. Cela étant, la condition relative à l'absence de ressources suffisantes n'est pas réalisée et la demande d'assistance doit être rejetée. Le recourant, qui succombe, supportera les frais judiciaires (art. 66 al. 1 LTF).

Par ces motifs, le Tribunal fédéral prononce:
1. Le recours est rejeté.
2. La demande d'assistance judiciaire est rejetée.
3. Les frais judiciaires, arrêtés à 500 fr., sont mis à la charge du recourant.
4. Le présent arrêt est communiqué aux parties, à la Cour de justice de la République et canton de Genève, Chambre des assurances sociales, et au Secrétariat d'Etat à l'économie.
Lucerne, le 23 février 2011
Au nom de la Ire Cour de droit social
du Tribunal fédéral suisse
Le Président: La Greffière:
Ursprung Fretz Perrin